JP2004533802A - Targeted transgenic non-human mammal with human FAD presenilin mutation and reproductive offspring - Google Patents

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Abstract

本発明は、突然変異されたFADプレセニリン−1(PS−1)遺伝子、ヒトFADスウェーデン型突然変異およびヒト化Aβ突然変異の突然変異体タンパク質産物をコードする遺伝子を有する標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物ならびにその生殖による子孫、ならびに、突然変異されたFAD PS−1遺伝子およびヒトスウェーデン型APP695突然変異の突然変異体タンパク質産物をコードする遺伝子を有する標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物ならびにその生殖による子孫、ならびに、アルツハイマー病の治療において有用な化合物の同定方法、およびアルツハイマー病の治療方法を提供する。The present invention relates to a target transgenic non-human mammal having a gene encoding a mutant protein product of a mutated FAD presenilin-1 (PS-1) gene, a human FAD Swedish mutation and a humanized Aβ mutation. Animals and their progeny progeny, and target transgenic non-human mammals having a mutated FAD PS-1 gene and a gene encoding a mutant protein product of the human Swedish APP695 mutation and its reproductive progeny And a method for identifying a compound useful in treating Alzheimer's disease, and a method for treating Alzheimer's disease.

Description

【0001】
(関連出願との関係)
本出願は一部継続出願であり、かつ、1997年8月29日出願の仮出願番号第60/057,069号明細書に対しU.S.C.第35条§119(e)項の下で優先権を主張する1998年3月10日出願の米国特許出願第09/041,185号明細書に対しU.S.C.第35条§120の下で優先権を主張し、そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる。
【0002】
(発明の分野)
本発明は、非ヒト哺乳動物のプレセニリン1(PS−1)FAD遺伝子中にヒト突然変異を含んで成る標的遺伝子組換え(gene−targeted)非ヒト哺乳動物、アルツハイマー病を治療するための化合物の同定方法、およびアルツハイマー病の治療方法に関する。
【0003】
(発明の背景)
アルツハイマー病(AD)は、顕著な挙動変化および痴呆につながる、年齢に依存する神経変性性障害である。顕著な特徴の病態は、ニューロンおよびシナプスの相当の喪失の結果としての脳灰白質の萎縮、ならびにニューロン内神経原線維濃縮体および脳実質内の細胞外アミロイド斑の双方の形態のタンパク質沈着を包含する。加えて、ADの脳の冒された領域は反応性の神経膠症を表し、これは脳損傷に対する応答であると思われる。ADに罹りやすい集団からの生き残っているニューロンは、細胞骨格(Wangら、Nature Med.、1996、2、871−875)、ゴルジ複合体(Salehiら、J.Neuropath.Exp.Neurol.、1995、54、704−709)およびエンドソーム−リソゾーム系(Cataldoら、Neuron、1995、14、671−680)における変化により示されるところの代謝が危険にさらされていることの兆候を示す。
【0004】
AD症例のおよそ10ないし30%が常染色体優性の様式で遺伝され、そして「家族性アルツハイマー病」もしくは「FAD」と称される。遺伝的連鎖の研究は、FADが不均質でありかつ症例の大多数は第1、14、19もしくは21染色体上の遺伝子突然変異に関連づけられていることを示した(SimanとScott、Curr.Opin.Biotech.、1996、7、601−607に総説される)。重要なことには、これらの個体は、該突然変異が、関係した症候群よりはむしろ該疾患の発生と関連することを確認する、該疾患の古典的な症候的および病理学的特徴を発生することが示されている。第14染色体上の遺伝子座がFADの有意の部分と関連し、そして、該遺伝子座での突然変異は、467アミノ酸のタンパク質をコードする「S182」もしくは「プレセニリン1」(PS−1)と命名される単一コピーの遺伝子に位置づけられている(Sherringtonら、Nature、1995、375、754−760;Clarkら、Nature Genet.、1995、11、219−222)。第1染色体上に位置する緊密に関係した遺伝子「STM2」もしくは「プレセニリン2」(PS−2)は、ロシアのボルガ川流域からのドイツの家族の子孫を包含する2組のさらなるFADの一族に関連づけられている(Levy−Lahadら、Science、1995、269、973−977;Rogaevら、Nature、1995、376、775−778)。PS−1およびPS−2は全体で67%のアミノ酸配列の相同性を共有し、また、一次構造分析は、それらが6ないし8つの膜貫通ドメインをもつ内在性膜タンパク質であることを示す(Sluntら、Amyloid−Int.J.Exp.Clin.Invest.、1995、2、188−190;Doanら、Neuron、1996、17、1023−1030)。プレセニリンの機能に関する情報の多くは、「SEL−12」(lin−12/glp−1/Notchファミリーにより媒介される細胞内シグナル伝達経路に参画すると思われる6ないし8膜貫通タンパク質)と命名されるC.エレガンス(C.elegans)中のプレセニリン相同物の同定から生じている(LevitanとGreenwald、Nature、1995、377、351−354)。PS−1およびSEL−12タンパク質は49%の配列の相同性を共有しかつ類似の膜配向性を有する。重要なことには、ヒトPS−1およびPS−2双方はC.エレガンス(C.elegans)中の突然変異体のsel−12表現型をレスキューすることができ、Notchシグナル伝達におけるプレセニリンの役割を示している(Levitanら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、1996、93、14940−14944)。
【0005】
プレセニリンに関連づけられるFADは高度に浸透性であり、また、該疾患の攻撃的な性質は、該突然変異体タンパク質がADの病態の発生経路に参画していることを示唆する。今日まで、70を越えるFAD突然変異がPS−1中で同定され、また、3種のFAD突然変異がPS−2中で見出されている。FAD突然変異の大部分は2種のプレセニリンタンパク質の間の保存された位置に存在し、それらが機能的もしくは構造的に重要なアミノ酸残基に影響を及ぼしていることを示唆する。興味深いことに、突然変異されたアミノ酸の多くはSEL−12中でもまた保存されている。プレセニリン突然変異の2種以外の全部はミスセンス突然変異である。1種の例外はエキソン9を排除する異常なRNAスプライシング事象をもたらし、内的に欠失された突然変異体タンパク質を創製する(Perez−Turら、NeuroReport、1995、7、297−301;Satoら、Hum.Mutat.Suppl.、1998、1、S91−94;およびPriharら、Nature Med.、1999、5、1090)。他者は、2種の欠失転写物(Δ4およびΔ4cryptic)ならびに113と114との間に挿入されたアミノ酸Thrを伴う1種の完全長の転写物をもたらす(DeJongheら、Hum.Molec.Genet.、1999、8、1529−1540)。後者の転写物はADの病態生理学につながる。これらの後者の点は、該疾患の遺伝的優性と一緒に、プレセニリンの一族での疾患の病因が、正常のプレセニリンレベルの単純な喪失もしくは低下よりもむしろ新規かつ有害な機能を有する突然変異体のプレセニリンタンパク質の産生を必要とすることを論証している。該突然変異は、しかしながら、突然変異体のプレセニリンがsel−12表現型をレスキューもしくは完全にレスキューすることが可能でないため、正常のプレセニリンの機能を分断すると思われる(Levitanら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、1996、93、14940−14944)。
【0006】
プレセニリンの発現プロフィルは概略のレベルで検査されているが、しかし、これまでは、これらの分析は疾患の病因の機構に関する情報をほとんど生じていない。プレセニリン1および2双方はCNSおよび末梢組織中で広範に発現される。脳中では、発現はニューロンにより高められるが、しかし、ADに罹りやすいおよび抵抗性双方の領域中で明らかである。細胞の局在化研究は、該タンパク質が主としてゴルジ複合体および小胞体中に蓄積するが、しかし発現レベルもしくは細胞以下の分布における有意の変化はFAD突然変異に帰されていないことを示している(Kovacsら、Nature Med.、1996、2、224−229)。
【0007】
プレセニリンタンパク質は2つの細胞内経路によりタンパク質分解的にプロセシングされる。通常の条件下では、完全長のタンパク質の非存在下で、30kDのN末端および20kDのC末端のタンパク質分解フラグメントの蓄積が起こる。このプロセシング経路は高度に調節されかつ比較的ゆっくりであると思われ、完全長のタンパク質のわずかな部分のみのターンオーバーを説明する。残存する部分はプロテアソームにより第二の経路で迅速に分解されると思われる(Thinakaranら、Neuron、1996、17、181−190;Kimら、J.Biol.Chem.、1997、272、11006−11010)。FADに関連づけられるPS−1変異体のタンパク質分解的代謝は異なると思われるが、しかし、病因論への該変化の関連性は知られていない(Leeら、Nature Med.、1997、3、756−760)。
【0008】
FADにおける突然変異体のプレセニリンの1つの病理学的役割は、アミロイド前駆体タンパク質(APP)のプロセシングおよびAβペプチド(ADの脳中の細胞外の神経炎斑の主要なタンパク質成分)の産生に対する影響に関係していると思われる。Aβペプチドのより病原性の種であると考えられるより長い形態のAβ(Aβ42)の上昇された血清濃度が、PS−1およびPS−2突然変異を担持する患者で測定されている(Scheunerら、Nature Med.、1996、2、864−870)。加えて、PS−1突然変異を伴うFADの脳は大量のAβ沈着物を有する(Lemereら、Nature Med.、1996、2、1146−1150;Mannら、Ann.Neurol.、1996、40、149−156;Gomez−Islaら、Ann.Neurol.、1997、41、809−813)。上昇されたレベルのAβ1−42は、突然変異体のPS−1もしくはPS−2でトランスフェクトされた細胞、および突然変異体のPS−1を発現するマウスでもまた見出された(Borcheltら、Neuron、1996、17、1005−1013;Duffら、Nature、1996、383、710−713;Citronら、Nature Med.、1997、3、67−72;Murayamaら、Prog.Neuro−Psychopharmacol.Biol.Psychiatr.、1999、23、905−913;Murayamaら、Neurosci.Lett.、1999、265、61−63;Nakanoら、Eur.J.Neurosci.、1999、11、2577−2581)。それにより突然変異体のプレセニリンがAPPのプロセシングに影響を及ぼす機構は知られていないが、しかし、これらの結果はFADの発症における増大されたAβ42産生の原因となる役割を支持する。重要なことに、突然変異体のプレセニリンが、ニューロンの機能不全および変性に直接もしくは間接的に関与する推定に基づく細胞内シグナル伝達および細胞死の経路のような、他のADの病因となる過程に同様に影響することが可能である。
【0009】
遺伝子的に工作された動物が、インビボでの特定の遺伝子産物の機能および疾患の表現型の発生におけるそれらの役割を検査するのに広範囲に使用されている。マウスの遺伝子工学は、最低2つの別個のアプローチ、すなわち(1)外因性の遺伝子が宿主ゲノム中に無作為に挿入されるトランスジェニックのアプローチ、および(2)特定の内因性のDNA配列もしくは遺伝子が部分的にもしくは完全に除去されるかまたは相同的組換えにより置き換えられる遺伝子ターゲッティングのアプローチに従って達成することができる。トランスジェニック生物体のトランスジーン(transgene)は、一般に、タンパク質配列をコードするDNA配列およびタンパク質コーディング配列の発現を指図するプロモーターより構成される。トランスジェニック生物体は、全部の正常に発現される本来の遺伝子に加えてトランスジーンを発現する。他方、標的遺伝子組換え動物の標的遺伝子(targeted gene)は、2つの方法、すなわち(1)改変されたバージョンの標的遺伝子が発現される機能的形態、もしくは(2)標的遺伝子が分断されていて発現の喪失もしくは低下をもたらす非機能的もしくは「ヌル」の形態、の1つで改変することができる。標的遺伝子が単一コピーの遺伝子でありかつ動物が標的遺伝子座でホモ接合性である場合には、改変の型に依存して、動物は、標的遺伝子を発現しないか、もしくは正常な形態の非存在下でのみ改変されたバージョンの標的遺伝子を発現するかのいずれかである。
【0010】
天然のおよび突然変異体の形態のプレセニリンタンパク質を発現するトランスジェニックマウスが記述されている(Borcheltら、Neuron、1996、17、1005−1013;Duffら、Nature、1996、383、710−713;Borcheltら、Neuron、1997、19、939−945;Citronら、Nature Med.、1997、3、67−72;Chuiら、Nature Med.、1999、5、560−564;およびNakanoら、Eur.J.Neurosci.、1999、11、2577−2581)。PS−1中に突然変異を担持するマウスは上昇されたレベルのAβ1−42を有したとは言え、それらはADの特徴となるAβ沈着物を形成していないか、もしくは、ADに関連する挙動上の欠陥を示していない。ニューロンの喪失が1グループにより記述されている(Chuiら、Nature Med.、1999、5、560−564)。PS−1突然変異をもつトランスジェニックマウスを、スウェーデン型APP突然変異を担持するトランスジェニックマウスと交配した場合に、Aβ沈着物の形成の顕著な促進が存在した(Borcheltら、Neuron、1997、19、939−945;Holcombら、Nature Med.、1998、4、97−100;Lambら、Nature Neurosci.、1999、2、695−697)。PS−1遺伝子の一方もしくは双方の機能的対立遺伝子を欠く標的遺伝子組換えPS−1ヌルマウスもまた記述されている(Wongら、Nature、1997、387、288−292およびShenら、Cell、1997、89、629−639)。双方のPS−1対立遺伝子が分断されていてPS−1発現の完全な喪失をもたらすマウスは生存可能でなく、そして生後まもなく死亡する。異常な表現型もしくはAPPのプロセシングの変化は、2個のPS−1対立遺伝子の一方のみを欠くマウスで報告されていないが、しかし、APPプロセシングの阻害はPS−1ヌルマウス由来のニューロンで見出される(DeStrooperら、Nature、1998、391、387−390)。
【0011】
本出願において、ADモデルを生成させる遺伝子ターゲッティングのアプローチ(Reaumeら、J.Biol.Chem.、1996、271、23380−23388(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる))が記述される。1種のモデルはAPP遺伝子中のスウェーデン型FAD突然変異および「ヒト化」マウスAβ配列を使用する(米国特許第5,777,194号明細書(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる))。このマウス(APPNLh/NLh)は、正常レベルのAPPを産生し、ヒトAβ1−40およびAβ1−42を過剰産生したが、しかしAβを沈着しなかった(Reaumeら、J.Biol.Chem.、1996、271、23380−23388)。ヒトPS−1突然変異、とりわけP264L突然変異をマウスPS−1遺伝子中に導入した。P264L突然変異はエキソン8中の突然変異のクラスター中の非保存的アミノ酸置換であり、40歳代半ばないし50歳代半ばでのFADの発症を引き起こす(Campionら、Hum.Molec.Genet.、1995、4、2373−2377;Wascoら、Nature Med.、1995、1、848)。交配はAPPNLh/NLh×PS−1P264L/P264L二重標的遺伝子組換えマウスを生じさせた。これらのマウスはAβ沈着を引き起こすのに十分な、上昇されたレベルのAβ1−42を有した。PS−1P264L突然変異を担持するマウスは、スウェーデン型APP695を過剰発現するTg2576マウス(Hsiaoら、Science、1996、274、99−102;メイヨークリニック(Mayo Clinic)、ミネソタ州ロチェスターから入手可能)ともまた交配した。本発明の明瞭な一利点は、ヘテロ接合性およびホモ接合性の標的遺伝子組換えマウスについてタンパク質の発現パターンの厳密さが維持されることである。なぜなら該発現は内因性プロモーター下であるからである。さらに、完全タンパク質(holoprotein)の発現レベルは変えられない。
【0012】
(発明の要約)
本発明は、突然変異されたFADプレセニリン−1(PS−1)遺伝子、ヒトFADスウェーデン型突然変異、およびヒト化Aβ突然変異の突然変異体タンパク質産物をコードする遺伝子を含んで成る標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物、ならびにその生殖による(generational)子孫に関する。本発明はまた、突然変異されたFADプレセニリン−1(PS−1)遺伝子およびヒトスウェーデン型APP695突然変異の突然変異体タンパク質産物をコードする遺伝子を含んで成る標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物、ならびにその生殖による子孫にも関する。好ましくは、PS−1遺伝子はヒトP264L突然変異を含有するよう突然変異されている(Wascoら、Nature Medicine、1995、1、848)。とりわけ、本発明は、プレセニリン1タンパク質をコードするマウスプレセニリン1遺伝子の一部が、ヒト突然変異、最も好ましくはP264L突然変異を含有するマウスプレセニリン1遺伝子をもたらすDNA配列で置き換えられているマウスに関する。なおより具体的には、マウスプレセニリン1遺伝子のコドン264の塩基配列がCCGからCTT(ヒトのP264L突然変異を構成することが見出された塩基配列である)に変えられる。突然変異された遺伝子コドンはプレセニリン1のアミノ酸番号264でプロリンの代わりにロイシンをコードする。加えて、そしてなおより具体的には、マウスプレセニリン1遺伝子のコドン265中の1個のヌクレオチド塩基がアデノシンからグアノシンに変えられるが、しかしこの変化は発現されるタンパク質でアミノ酸変化をもたらさない。しかしながら、コドン264および265の組み合わせられた配列は、上述された最も好ましい変化の組み込み後に制限酵素AflIIの制限酵素部位をもたらす。
【0013】
従って、一態様において、本発明は、突然変異されたFAD遺伝子、好ましくは本来のプレセニリン1タンパク質をコードする配列の代わりにヒト突然変異、最も好ましくはP264L突然変異を含んで成るマウスプレセニリン1タンパク質をコードする配列を含んで成る標的突然変異体PS−1遺伝子についてホモ接合性の非ヒト哺乳動物および生殖による子孫を特徴とする。別の態様において、本発明は、突然変異されたマウスFAD遺伝子、好ましくは本来のプレセニリン1タンパク質をコードする配列の代わりにヒト突然変異、最も好ましくはP264L突然変異を含有するマウスプレセニリン1タンパク質をコードする配列を含んで成る標的PS−1遺伝子についてヘテロ接合性の非ヒト哺乳動物および生殖による子孫を特徴とする。
【0014】
本発明はまた、PS−1遺伝子の突然変異およびヒトスウェーデン型APP695突然変異についてヘテロ接合性もしくはホモ接合性の哺乳動物またはその生殖による子孫、あるいは、PS−1遺伝子の突然変異、ヒトFADスウェーデン型突然変異およびヒト化Aβ突然変異についてヘテロ接合性もしくはホモ接合性の哺乳動物ならびにその生殖による子孫に化合物を投与すること、ならびに該哺乳動物からの組織サンプル中のAβ42ペプチドの量を測定することを含んで成る、アルツハイマー病を治療するための化合物の同定方法にも向けられる。
【0015】
本発明はまた、有効なアルツハイマー病治療量の上述された方法により同定された化合物を、アルツハイマー病を有することが疑われる個体に投与することを含んで成る、該個体の治療法方法にも向けられる。
【0016】
本発明はまた、上述された方法のいずれかにより同定される化合物にも向けられる。
【0017】
(詳細な記述)
本発明は、非ヒト哺乳動物の内因性(すなわち本来の)ゲノム中に、ヒト突然変異、最も好ましくはヒトP264L突然変異を含んで成るプレセニリン1遺伝子を含有する、標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物(およびこうした哺乳動物の生殖による子孫)に関する。非ヒト哺乳動物はまた、ヒトFADスウェーデン型突然変異およびヒト化Aβ突然変異も含むことができる。非ヒト哺乳動物はまた、ヒトPS−1突然変異に加えてヒトスウェーデン型APP695突然変異も含むことができる。最も好ましくは、標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物は、非ヒト哺乳動物により通常産生されるプレセニリン1タンパク質の代わりに突然変異されたプレセニリン1タンパク質を産生する。ヒトP264L突然変異のようなヒト突然変異を含有するプレセニリン1遺伝子についてホモ接合性の標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物は、突然変異されたプレセニリン1タンパク質を独占的に産生する。ヒトP264L突然変異のようなヒト突然変異を含有するプレセニリン1遺伝子についてヘテロ接合性の標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物は、突然変異されたプレセニリン1タンパク質および本来のプレセニリン1タンパク質双方を産生する。好ましくは、本発明の標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物はげっ歯類、そしてより具体的にはマウスである。
【0018】
重要なことには、本発明の非ヒト哺乳動物はトランスジェニック技術と反対に遺伝子ターゲッティングにより生成されるため、該哺乳動物は、突然変異されたプレセニリン1タンパク質を、正常な内因性のプレセニリン1タンパク質の発現機構により独占的に産生する。有利には、また、トランスジェニックのアプローチ由来の発現と異なり、該プレセニリン1タンパク質は、正常なコピー数を有する遺伝子から、そして内因性のプレセニリン1遺伝子発現制御機構の制御下に発現される。結果として、本発明の非ヒト動物中のプレセニリン1タンパク質は、該野性型の非ヒト哺乳動物中の本来のプレセニリン1タンパク質と通常関連する同一の発生のタイミング、同一の組織特異性および同一の合成速度を伴い産生される。
【0019】
本発明の標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物は、ADの病理学および徴候学においてヒト突然変異、好ましくはヒトP264L突然変異を含んで成るPS−1の役割を解明するための道具もしくはモデルとして使用してよい。それらを、ヒト突然変異、好ましくはP264L突然変異がアミロイドタンパク質Aβ42の産生を増大させる様式を解明するのに使用してよい。本明細書で使用されるところの「増大させる」という用語は、前述の情況で使用される場合、本明細書に開示される非ヒト哺乳動物により産生されるAβ42のレベルが野性型対照に関して上昇されることを意味する。
【0020】
本発明の非ヒト哺乳動物および生殖による子孫はまた、インビボの阻害剤についてスクリーニングするためのアッセイ系として、ならびに、脳組織、他の組織ならびに体液(例えば血液、血漿および脳脊髄液)中の過剰量のAβペプチドの形成、存在および沈着を阻害するそれらの能力について推定の化合物の有効性および適合性を発見かつ試験するために使用してよく、前記方法は:(a)本来のPS−1ペプチドをコードする配列の代わりにヒト突然変異、好ましくはP264L突然変異を含有するマウスPS−1ペプチドをコードする配列を含んで成る、ヒト突然変異、好ましくはヒトP264L突然変異を含んで成る標的突然変異体PS−1遺伝子についてホモ接合性もしくはヘテロ接合性の非ヒト哺乳動物に前記化合物を投与すること、ならびに(b)前記化合物の投与後適切な時間間隔で、前記非ヒト哺乳動物の脳組織、他の組織および体液(もしくはそれらの何らかの組合せ)中のAβペプチドの量を測定すること、の段階を含んで成る。
【0021】
本開示で使用されるところの以下の用語および句は以下の示される定義を有する。
【0022】
本明細書で使用されるところの「Aβペプチド」はAβ40もしくはAβ42またはそれらのフラグメントのいずれかを意味する。
【0023】
本明細書で使用されるところの「相同なアーム(arm of homology)」は、ターゲッティングベクター中の:(1)相同的組換えによるターゲッティングベクターの一部の標的遺伝子中への部位特異的組込みを提供するための十分な長さおよび相同性を有する;(2)標的遺伝子中に導入されるべき1個もしくはそれ以上の突然変異がその中にもしくはその間に配置される;ならびに(3)陽性の選択可能なマーカーに隣接する、ヌクレオチドDNA配列を意味する。
【0024】
本明細書で使用されるところの「相同的組換え」は、塩基対形成機構によるDNA分子内もしくは間の配列特異的部位(1個もしくは複数)でのDNAセグメントの再配列を意味する。
【0025】
本明細書で使用されるところの「非ヒト哺乳動物のプレセニリン1(PS−1)FAD遺伝子中のヒト突然変異」は、ヌクレオチド(1個もしくは複数)の対応する位置にヒトPS−1遺伝子に対応するヌクレオチド(1個もしくは複数)を有する非ヒト哺乳動物をもたらす、非ヒト哺乳動物中のPS−1遺伝子のいかなる突然変異も意味する。非ヒト哺乳動物のプレセニリン1(PS−1)FAD遺伝子中のヒト突然変異は、限定されるものでないが、以下、すなわち、A79V、V82L、V96F、Y115C、E120D、E120K、M139I、M139T、M139V、I143F、I143T、M146I、M146L(A→T)、H163Y、G209V、A231T、A231V、M233T、L235P、L250S、A260V、L262F、C263R、P264L、P267S、R269H、R278T、E280A、E280G、A285V、E318G、G378E、G384AおよびL392V(そのそれぞれはCrutsら、Human Mutat.、1998、11、183−190(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);M146L(A→C)(Crutsら、Human Mutat.、1998、11、183−190、Duffら、Nature、1996、383、710−713、Citronら、Nature Med.、1997、3、67−72、Leeら、Nature Med.、1997、3、756−760およびLambら、Nature Neurosci.、1999、2、695−697(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);M146V(Crutsら、Human Mutat.、1998、11、183−190、Duffら、Nature、1996、383、710−713およびGuoら、Nature Med.、1999、5、101−106(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);H163R(Crutsら、Human Mutat.、1998、11、183−190、Lambら、Nature Neurosci.、1999、2、695−697およびChuiら、Nature Med.、1999、5、560−564(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);I213T(Crutsら、Human Mutat.、1998、11、183−190およびNakanoら、Eur.J.Neurosci.、1999、11、2577−2581(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);L286V(Crutsら、Human Mutat.、1998、11、183−190、Citronら、Nature Med.、1997、3、67−72およびChuiら、Nature Med.、1999、5、560−564(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);A264E(Crutsら、Human Mutat.、1998、11、183−190、Leeら、Nature Med.、1997、3、756−760およびQianら、Neuron、1998、20、611−617(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);Y115H(Citronら、Nature Med.、1997、3、67−72(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);T116N(Romeroら、Neuroreport.、1999、10、2255−2260(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);P117LおよびL171P(その双方はSt.George Hyslop、Biol.Psychiatr.、2000、47、183−199(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);E123L(Yasudaら、Arch.Neurol.、1999、56、65−69(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);N135D、C410Y、A426PおよびP436S(そのそれぞれはHardyら、Trends Neurosci.、1997、20、154−159(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);M139K(Dumanchinら、J.Med.Genet.、1998、35、672−673(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);T147I、W165C、L173WおよびS390I(そのそれぞれはCampionら、Am.J.Human Genet.、1999、65、664−670(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);L166R(Ezquerraら、Arch.Neurol.、2000、57、485−488(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);S169LおよびP436Q(そのそれぞれはTaddeiら、Neuroreport.、1998、9、3335−3339(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);S169P(Ezquerraら、Neurol.、1999、52、566−570(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);E184D(Yasudaら、Neurosci.Lett.、1997、232、29−32(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);G209R(Sugiyamaら、Online Human Mutat.、1999、14、90(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);L219P(Smithら、Neuroreport.、1999、10、503−507(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);M233LおよびA409T(その双方はAldudoら、Human Mutat.、1999、14、433−439(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);E273A(Kamimuraら、J.Neurol.Sci.、1998、160、76−81(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);L282R(Aldudoら、Neurosci.Lett.、1998、240、174−176(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);G378A(Besanconら、Human Mutat.、1998、11、481(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);N405S(Yasudaら、J.Neurol.Neurosurg.Psychiatr.、2000、68、220−223(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);A409T(Sugiyamaら、Online Human Mutat.、1999、14、90(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);L424R(Kowalskaら、Folia Neuropath.、1999、37、57−61(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);Δエキソン9スプライスアクセプター部位欠失突然変異(S290Cを伴うG→T)(Hardyら、Trends Neurosci.、1997、20、154−159およびLeeら、Nature Med.、1997、3、756−760(そのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);Δエキソン9スプライスアクセプター部位欠失突然変異(S290Cを伴うG→A)(Satoら、Human Mutat.Supp.、1998、1、S91−94(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);Δエキソン9Finnの4,555塩基対欠失(Priharら、Nature Med.、1999、5、1090(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);Δイントロン4スプライスドナーコンセンサス配列のG欠失(DeJongheら、Human Molec.Genet.、1999、8、1529−1540(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される);ならびに、5’プロモーター中の位置−48のC→T突然変異、5’プロモーター中の位置−280のC→G突然変異、および5’プロモーター中の位置−2818のA→G突然変異(そのそれぞれはTheunsら、Human Molec.Genet.、2000、9、325−331(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)に開示される)を挙げることができる。本出願はとりわけP264L突然変異を例示するとは言え、本発明の全部の局面は、上に引用されたそれぞれのかつすべてのヒト突然変異に適用されることができる。
【0026】
本明細書で使用されるところの「ヒトP264L突然変異」は、以下、すなわち、プレセニリン1遺伝子のコドン264のヌクレオチド配列が、CCGから:CTT;CTC;CTA;CTG;TTA;TTGよりなる群から選択される配列に変えられ;そして最も好ましくはCCGからCTTに変えられることを意味する。加えて、プレセニリン1遺伝子のコドン265のヌクレオチド配列は、場合によっては、しかし好ましくは、AAAからAAGに変えられる。コドン264中の塩基配列の上述された最も好ましい変化はヒトP264L突然変異を構成する。コドン265の塩基配列の任意のしかし好ましい変化は、該遺伝子にAflII切断部位を付加する。
【0027】
本明細書で使用されるところの「標的(target)遺伝子」もしくは「標的(targeted)遺伝子」は、その遺伝子がターゲッティングベクターを用いる相同的組換えにより改変されるべきである、細胞中の遺伝子を意味する。
【0028】
本明細書で使用されるところの「標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物」は、トランスジェニックと反対に遺伝子ターゲッティングのアプローチを介して1種もしくはそれ以上の標的遺伝子を含んで成る非ヒト哺乳動物を意味する。
【0029】
本明細書で使用されるところの「標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物」に関する「生殖による子孫」は、そのゲノムがその子孫の親(1匹もしくは複数)と同一の標的遺伝子組換え操作を包含する動物を意味する。例えば、そして制限でなく、ヒト突然変異を包含するための遺伝子ターゲッティング技術によりそのゲノムが操作されている哺乳動物がその後繁殖の目的上使用される場合は、その最初の哺乳動物(1匹もしくは複数)由来の全部のその後の世代は、こうしたその後の生殖による子孫のゲノム(1種もしくは複数)が元の哺乳動物のような標的遺伝子組換え操作を含んで成る限りは、「生殖による子孫」とみなされ;設計により、この定義は、こうした生殖による子孫にもまた存在してよい他のゲノム操作を除外せず、また、この定義は、こうした生殖による子孫が単に雄性と雌性の哺乳動物間の交雑技術によってのみ生じられることを必要としない。
【0030】
本明細書で使用されるところの「トランスジェニック非ヒト哺乳動物」は、外来の(「トランスジーン」)遺伝子配列が、非ヒト哺乳動物のゲノム中に無作為に挿入されておりそして従って(挿入されたトランスジーンがある遺伝子を分断させて従ってその発現を予防しない限り)全部の正常に発現される本来の遺伝子に加えて発現される、非ヒト哺乳動物を意味する。
【0031】
本明細書で使用されるところの「ターゲッティングベクター」もしくは「置換ベクター」は、相同なアーム、標的遺伝子中に組み込まれるべきヌクレオチド配列(相同なアーム内もしくはそれらの間に配置される)および1種もしくはそれ以上の選択可能なマーカーを包含するDNA分子を意味する。
【0032】
本明細書で使用されるところの「野性型対照動物」は、本明細書に開示されるところの標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物と同一種のかつそうでなければ比較可能な(例えば類似の齢)非標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物を意味する。野性型対照動物は、特定の遺伝子型に関連する結果の評価における比較の基礎として使用することができる。
【0033】
本発明の他の特徴および利点は、それらの好ましい態様の以下の記述および請求の範囲から明らかであろう。
【0034】
本発明の標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物の調製における第一段階はDNAターゲッティングベクターを調製することである。ターゲッティングベクターは、ヒト突然変異、好ましくはP264Lヒト突然変異を導入するように、相同的組換えを介して非ヒト哺乳動物の内因性のプレセニリン1遺伝子配列の一部を置き換えるように設計する。該ターゲッティングベクターを使用して、非ヒト哺乳動物細胞、例えば多能性マウス胚由来幹(「ES」)細胞をトランスフェクトする。この細胞中で、ターゲッティングベクターと標的遺伝子との間で相同的組換え(すなわち遺伝子ターゲッティング事象)が起こる。その後、該突然変異体細胞を使用して、(例えばマウス胚へのマウスES細胞の凝集により)無傷の非ヒト哺乳動物を生じさせて生殖系列キメラを生成させる。該生殖系列キメラを使用して、突然変異された標的遺伝子についてヘテロ接合性の子孫を生じさせる。最後に、ヘテロ接合性の子孫の近親交配が、突然変異された標的遺伝子についてホモ接合性の非ヒト哺乳動物(例えばマウス)を生じる。
【0035】
本発明の実務のためのターゲッティングベクターは、当該技術分野で既知の材料、情報および方法を使用して構築することができる。本発明で使用されるターゲッティングベクターの一般的記述が後に続く。
【0036】
本発明での使用のためのターゲッティングベクターもしくは置換ベクターは、2つの不可欠の機能、すなわち(1)内因性のプレセニリン1標的遺伝子で特異的に(かつ安定に)組込むこと、ならびに(2)内因性のプレセニリン1遺伝子のエキソンの一部分を置き換えてそれによりヒト突然変異および該遺伝子中に新たな切断部位を導入する突然変異を導入すること、を有する。好ましい一態様において、P264L突然変異を導入するようにエキソン8の一部分を置き換える。それら2つの不可欠の機能はターゲッティングベクターの2つの基本的な構造的特徴に依存する。
【0037】
ターゲッティングベクターの第一の基本的な構造的特徴は、内因性のプレセニリン1遺伝子の選択された領域もしくはプレセニリン1遺伝子に隣接する領域に相同である、「相同なアーム」として知られる一対の領域である。この相同性は、ターゲッティングベクターの少なくとも一部を染色体に組込ませて、相同的組換えによりプレセニリン1標的遺伝子の一部(もしくは全部)を置き換える。
【0038】
一般に、相同的組換えは、塩基対形成の機構によるDNA分子内もしくは間の配列特異的部位(1個もしくは複数)でのDNAセグメントの再配列である。本発明は、ときに「遺伝子ターゲッティング」として知られる相同的組換えの特定の一形態に関する。
【0039】
ターゲッティングベクターの第二の基本的な構造的特徴は、標的遺伝子中に導入されるべき実際の塩基変化(突然変異(1個もしくは複数))よりなる。本発明において、例えば、エキソン8のコドン264中の塩基変化は、突然変異された遺伝子を発現させてタンパク質を作成した場合に、アミノ酸264のプロリンからロイシンへのアミノ酸変化をもたらした。上に列挙されたヒト突然変異のいずれかを哺乳動物ゲノム中に導入するために、他の塩基変化を所望のとおり作成することができる。プレセニリン1標的遺伝子に導入されるべき突然変異(1個もしくは複数)は「相同なアーム」内に配置する。
【0040】
既に細胞中にある特定の遺伝子の構造に影響を及ぼす遺伝子ターゲッティングは、他の形態の安定な形質転換(形質転換された細胞中での発現のための外因性DNAの組込みが部位特異的でなく、そして従って形質転換された細胞中に既にあるいずれかの特定の遺伝子の構造に予想可能に影響を及ぼさない)と区別されるべきである。さらに、本発明の実務で好ましいターゲッティングベクターの型(例えば下に開示されるもの)を用いて、(「相同なアーム」と標的遺伝子との間で)ゲノムDNAの相互交換が起こり、そしてベクター全体の染色体挿入が有利に回避される。
【0041】
本特許開示の実施例は、それがヒトP264L突然変異もしくは上に引用された他のヒト突然変異のいずれかおよび付加的な切断部位を含有するマウスプレセリニン1タンパク質をコードするように、マウスプレセニリン1タンパク質をコードする配列を突然変異させるためのプレセニリン1遺伝子ターゲッティングベクターの構築(およびその使用)を示す。当業者は、相同的組換えの原理を使用して、同一の突然変異を導入するために多数の他のターゲッティングベクターを設計することができることを認識するであろう。こうした他のターゲッティングベクターを使用して生じられる標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物は本発明の範囲内にある。ターゲッティングベクターの考慮の論考が後に続く。
【0042】
置換配列に隣接する相同なアームの長さは、本発明の実務に対する有意の影響なしにかなり変動することができる。相同なアームは、ターゲッティングベクターの一方の鎖と、プレセニリン1標的遺伝子の遺伝子座のトランスフェクトされた細胞の染色体の一方の鎖との間の、有効なヘテロ二重鎖形成について十分な長さのものでなければならない。相同なアームの長さを増大させることは、ヘテロ二重鎖形成、そして従ってターゲッティング効率を促進する。しかしながら、付加的な相同的塩基対によって生じる漸増するターゲッティング効率はついに減少しそして標的ベクター構築における実務上の困難により相殺される(相同なアームは数千塩基対を越えるため)ことが認識されるであろう。各相同なアームの好ましい長さは50ないし10,000塩基対である。
【0043】
プレセニリン1標的遺伝子のどの領域(すなわちプレセニリン1標的遺伝子に隣接する染色体領域)がターゲッティングベクターの相同なアーム中に表されるかの選択においてかなりの許容範囲が存在する。基本的な束縛は、プレセニリン1標的遺伝子中の変えられるべき塩基対が相同なアームを構成する配列内に存しなければならないことである。相同なアームはプレセニリン1標的遺伝子内に存してよいが、しかし、それらがそうなることは必要ではなく、また、それらはプレセニリン1標的遺伝子に隣接してよい。
【0044】
好ましくは、ターゲッティングベクターは相同なアームの間に陽性の選択マーカーを含むことができる。陽性の選択マーカーは標的遺伝子のイントロン内に配置されるべきであり、その結果、それはmRNAからスプライスされそして標的/マーカー融合タンパク質の発現を回避することができる。より好ましくは、ターゲッティングベクターは、2個の選択マーカー;相同なアームの間に配置された陽性の選択マーカーおよび相同なアームの外側に配置された陰性の選択マーカーを含むことができる。陰性の選択マーカーは、相同的組換えの代わりに無作為挿入によりゲノム中にターゲッティングベクターが組込まれているクローンを同定かつ除外する手段である。例示的な陽性の選択マーカーはネオマイシンホスホトランスフェラーゼおよびヒグロマイシンβホスホトランスフェラーゼ遺伝子である。例示的な陰性の選択マーカーは単純疱疹(Herpes simplex)チミジンキナーゼおよびジフテリアトキシン遺伝子である。
【0045】
標的タンパク質の発現に対する潜在的な妨害を排除するために、陽性の選択マーカーは、バクテリオファージP1 DNAから単離された短いloxP組換え部位により隣接されることができる。標的遺伝子の遺伝子座の2個のloxP部位の間の組換えは、細胞へのore組換え酵素の導入により誘導することができる。これは陽性の選択マーカーの排除をもたらし、2個の短いloxP部位の一方のみを残す。(米国特許第4,959,317号明細書(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組み込まれる)を参照されたい)。突然変異されたプレセニリン1遺伝子のイントロン8からの陽性の選択可能なマーカーの削除をかように遂げることができる。
【0046】
図1は、相同的組換えを使用して哺乳動物ゲノム中に突然変異を導入するための遺伝子ターゲッティングの一般的原理を具体的に説明する(Capecchi,M.R.、Trends Genet.、1989、5、70−76;KollerとSmithies、Ann.Rec.Immunol.、1992、10、705−730に総説される)。ゲノムDNAの長さを、それを領域(図1a中で0〜5と番号づけられる)に組織化することにより最初に描く。図1において、数個の塩基対変化(1から10まで)が領域3の周囲の細胞DNAに組み込まれることになっている。遺伝子ターゲッティングベクターを使用する相同的組換えを利用する。これらの変化を組み込むために使用される遺伝子ターゲッティングベクターの型を置換ベクターと命名する。
【0047】
前に定義されたとおり、本明細書の「置換ベクター」は、1個もしくはそれ以上の選択可能なマーカー配列および選択可能なマーカーに隣接するES細胞のゲノムDNAの2種の隣接する配列を包含するベクターを指す。これらの隣接する配列を「相同なアーム」と命名する。図1bにおいて、相同なアームは領域1−2および3−4により表される。ES細胞由来のDNA(同質遺伝子(isogenic)DNA)の使用が、標的配列との高効率の組換えを保証するのを助ける(te Rieleら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、1992、89、5128−5132)。相同なアームは、ベクター中で、ES細胞に対し毒性の薬物に対する耐性をコードするDNA配列(陽性の選択マーカー)のいずれかの側に配置される。別の非毒性の薬物に対する感受性をコードする遺伝子(陰性の選択マーカー)は相同な領域の外側に配置される。本発明で使用される置換ベクター中で、陽性の選択マーカーはneo(ネオマイシン類似物G418に対する耐性をコードする遺伝子)であり、そして陰性の選択マーカーは単純疱疹ウイルスチミジンキナーゼ遺伝子(HSV−tk)(ガンシクロビルに対する感受性をコードする)である。トランスフェクションを介してこの置換ベクターがES細胞に導入されかつそのDNAがES細胞のDNAとの相同的組換えを受ける場合、陽性の選択マーカーは、本実施例で領域2と3との間のゲノム中に挿入される(形質転換された細胞をG418に対し耐性にする)一方、陰性の選択マーカーは排除される(細胞をガンシクロビルに対し耐性にする)。従って、相同的組換えについて強化するために、トランスフェクトされたES細胞を、neo遺伝子の存在について選択するためのG418およびHSV−TK遺伝子の非存在について選択するためのガンシクロビルを含有する培地中で成長させる。好ましくは、陽性の選択マーカーは、哺乳動物が別の哺乳動物と交配されれば、例えばcre/lox技術を使用することにより分離される。
【0048】
塩基対の変化(突然変異)が相同なアームの一方に導入される場合、これらの変化が相同的組換えの結果として細胞の遺伝子中に組み込まれることが可能である。突然変異が相同的組換えの結果として細胞DNA中に組み込まれるかどうかは、変化を担持する相同なアーム中で交差事象が起こる場所に依存する。例えば、図1中のシナリオ「A」により描かれるとおり、アーム中の交差は突然変異に対し近位で起こり、そして従ってそれらは細胞DNA中に組み込まれない。シナリオ「B」においては、交差は突然変異の位置に対し遠位で起こり、そしてそれらは細胞DNA中に組み込まれる。交差事象の位置は無作為であるため、突然変異を包含する相同的組換え事象の頻度は、それらが陽性の選択マーカーにより近く配置される場合に増大される。
【0049】
上の方法により、当業者は、特定の塩基対の変化により隣接される目的の遺伝子中の予め選択された位置での選択可能なマーカーの組み込みを達成することができる。おそらく、当業者は、好ましくは、内因性の遺伝子発現を妨害しないように目的の遺伝子のイントロン内に組み込まれた選択可能なマーカーを有することを選ぶとみられる一方、目的のタンパク質産物中で所望の変化を作成するように、隣接するコーディング配列中に突然変異が包含されるとみられる(図1)、(Askewら、Mol.Cell.Biol.、1993、13、4115−4124、Fieringら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、1993、90、8469−8473;Rubinsteinら、Nuc.Acid.Res.、1993、21、2613−2617、Guら、Cell、1993、73、1155−1164およびGuら、Science、1994、265、103−106)。
【0050】
従って、上述された様式で、ヒトPS−1突然変異を含んで成る標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物を調製する。該哺乳動物は、ヘテロ接合性(1コピーのヒトPS−1突然変異を含有する)もしくはホモ接合性(2コピーのヒトPS−1突然変異を含有する)であることができる。好ましい一態様において、PS−1P264L/+(ヘテロ接合性)もしくはPS−1P264L/P264L(ホモ接合性)であるマウスを調製する。
【0051】
上述されたヒトPS−1突然変異を含んで成る標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物を、APP遺伝子中にスウェーデン型FAD突然変異および「ヒト化」Aβ配列を有する哺乳動物(例えばAPPNLh/NLhマウス)と交配して、APPNLh/NLh×PS−1P264L/P264L、APPNLh/+×PS−1P264L/P264L、APPNLh/+×PS−1P264L/+もしくはAPPNLh/NLh×PS−1P264L/+と称される哺乳動物を生じさせることができる。加えて、上述されたヒトPS−1突然変異を含んで成る標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物は、スウェーデン型APP695突然変異を有する哺乳動物(例えばTg2576マウス)と交配することができる。しかしながら、こうした哺乳動物を交配する前に、cre/lox技術を使用して、neoのような陽性の選択マーカーを除去することが好ましい。
【0052】
本発明はまた、アルツハイマー病を治療するための化合物の同定方法にも向けられる。化合物は、PS−1遺伝子の突然変異についてヘテロ接合性もしくはホモ接合性でありかつまたヒトスウェーデン型APP695突然変異も含有する哺乳動物またはその生殖による子孫、あるいはPS−1遺伝子の突然変異、ヒトFADスウェーデン型突然変異およびヒト化Aβ突然変異についてヘテロ接合性もしくはホモ接合性の哺乳動物ならびにその生殖による子孫に投与される。試験されるべきいかなる化合物も、限定されるものでないが静脈内、経口、脳中への直接注入などを挙げることができるいずれかの多様な経路により多様な量で投与することができる。限定されるものでないが脳組織、非脳組織および体液(例えば血液および血漿)を挙げることができる哺乳動物からの組織サンプルを得、そして該組織サンプル中のAβペプチドの量を測定する。組織サンプル中のAβペプチドの量の減少は、アルツハイマー病を治療するのに使用することができる化合物を指示する。
【0053】
本発明はまた、アルツハイマー病を有することが疑われる個体の治療方法にも向けられる。アルツハイマー病を有することが疑われる個体は、医師により検査されそしてアルツハイマー病もしくはその症状を有すると診断されているいずれかのヒトである。PS−1遺伝子の突然変異についてヘテロ接合性もしくはホモ接合性でありかつまたヒトスウェーデン型APP695突然変異も含有する哺乳動物またはその生殖による子孫、あるいはPS−1遺伝子の突然変異、ヒトFADスウェーデン型突然変異およびヒト化Aβ突然変異についてヘテロ接合性もしくはホモ接合性である哺乳動物ならびにその生殖による子孫に関して上述された方法により同定された化合物を、該個体の脳中のAβペプチドの量を減少させるのに有効な量で該個体に投与する。Aβペプチドの量を減少させるのに有効な量は、出発量として、PS−1遺伝子の突然変異についてヘテロ接合性もしくはホモ接合性でありかつまたヒトスウェーデン型APP695突然変異も含有する哺乳動物またはその生殖による子孫を使用して、あるいは、PS−1遺伝子の突然変異、ヒトFADスウェーデン型突然変異およびヒト化Aβ突然変異についてヘテロ接合性もしくはホモ接合性である哺乳動物またはその生殖による子孫を使用し、そして当業者に公知であるようにヒトでの使用について率に応じて増大する、該化合物の同定方法から決定することができる。有効なアルツハイマー病治療量は、アルツハイマー病の生理学的病態を測定可能に低下させる化合物の量、またはアルツハイマー病の身体的症状発現もしくは徴候を低下させる量である。当業者は、例えば、上述されたところの脳中のAβペプチドの量を減少させる化合物の量で開始することができ、そして所望の効果および特定の個体で達成される効果に依存して、該量を率に応じて増大もしくは減少することができる。
【0054】
本発明はまた、上述されたスクリーニング方法により同定される化合物にも向けられる。該化合物は、限定されるものでないが小分子、ペプチド、タンパク質、糖、ヌクレオチドもしくは核酸を挙げることができるいずれかの同定可能な化学物質もしくは分子であることができ、そしてこうした化合物は天然もしくは合成であることができる。
【0055】
本明細書に開示される本発明をより効率よく理解することができるために、実施例を下に提供する。これらの実施例は具体的説明のみの目的上でありかついかなる様式でも本発明に対する制限として解釈されるべきでないことが理解されるべきである。これらの実施例全体で、分子クローニング反応および他の標準的な組換えDNA技術は、別に示される場合を除き、商業的に入手可能な酵素を使用して、Maniatisら、Molecular Cloning−A Laboratory Manual、第2版、コールド スプリング ハーバー プレス(Cold Spring Harbor Press)(1989)(下で「Maniatisら」)に記述される方法に従って実施した。
【0056】
【実施例】
例1:マウスPS−1エキソン8領域のクローニング
マウスPS−1ゲノムDNAは、Sau3Aで部分的に消化した129/SvマウスDNAから作製したバクテリオファージライブラリーから、Lambda DASHTM IIのBamHIサイト中にクローニングされた(Reaume et al., Science, 1995, 267, 1831−1833、これは、引用することにより、その全体が本明細書に取り込まれる)。標準的な分子生物学技法(Maniatis et al.)を使用し、放射性標識した小さなPS−1特異的DNAプローブによるハイブリダイゼーションによって、およそ1.2×10個の組換えバクテリオファージが、PS−1配列の存在についてスクリーニングされた。この477塩基対のPS−1プローブは、エキソン7の3’末端とエキソン11の5’末端にそれぞれハイブリダイズするプライマーR892(CTC ATC TTG GCT GTG ATT TCA; SEQ ID NO:1)およびR885(GTT GTG TTC CAG TCT CCA; SEQ ID NO:2)を使用したマウスゲノムDNAのポリメラーゼ連鎖反応(PCR)増幅(Mullis et al., Methods Enzymol., 1987, 155, 335−350)によって生成された(図2)。増幅されたフラグメントは、1.0%アガロースゲル上での電気泳動によって他の反応成分から分離され、GeneClean(商標) II(Bio 101, Inc., La Jolla, CA)を用いて精製された。精製されたプローブDNAは、キット製造業者によって供給される材料および方法(Multiprime DNA Labeling System; Amaersham Life Sciences, Arlington Heights, IL)を用いたランダムプライマー法によって、32P−dCTPで放射性標識された。
【0057】
このスクリーニングから、PS−1プローブにハイブリダイズする13個のクローンが同定された。クローンは以下のように同定された:λPS1−4、λPS1−5、λPS1−6、λPS1−10、λPS1−11、λPS1−17、λPS1−19、λPS1−20、λPS1−22、λPS1−24、λPS1−28、λPS1−31、およびλPS1−35。これらのクローンは限界希釈およびPS−1プローブによるプラークハイブリダイゼーションによって精製された(Maniatis et al.)。
【0058】
各クローンから、DNAがCsCl勾配上で精製したバクテリオファージ粒子から調製された(Maniatis et al.)。それから、クローニングされたインサートの各々について、FLASHTM Non−radioactive Gene Mapping Kit(Stratagene(商標) Inc.,La Jolla,CA)を用いて、制限酵素地図が作成された。この方法によって作成された典型的な制限酵素地図が、図3に具体的に示されている。この制限酵素マッピングの方法は、最初に10μgのバクテリオファージDNAを、標準的な制限酵素消化条件を用いて、制限酵素NotIで完全に消化することを含む(Maniatis et al.)。.NotIは、インサートの一方の末端に付けられているT3バクテリオファージ・プロモーターと、他方の末端に付けられているT7バクテリオファージ・プロモーターを分離するために、ベクターDNA中のすべてのクローンを、クローニングされたインサートの両方の末端で切断する。NotIで消化されたDNAはそれから、一例としては、37℃で84μlの反応体積中、限定的な量の酵素(0.2units/μg DNA)を使用して、酵素EcoRIで部分的に消化される。3分後、12分後および40分後に一定量(26μl)が取り除かれ、消化反応は1μlの0.5M EDTAの添加によって停止された。3つすべての時点からのDNAが0.7%アガロースゲル上で分離され、エチジウムブロマイド染色によって可視化され、それから、毛細管移動によってGeneScreen Plus(商標)メンブレン(NEN(商標) Research Products, Boston, MA)へと移された(Maniatis et al., supra)。このメンブレンは、キット製造業者によって供給された試薬と方法を用いて、T3プロモーターに特異的なアルカリホスファターゼ標識オリゴヌクレオチド(FLASHTMキットに同梱)によってハイブリダイズされた。ハイブリダイゼーション後、メンブレンは洗浄され、化学発光生成基質によって現像され、それから、暗所で約60分間、X線フィルムに露光された。
【0059】
このオリゴヌクレオチドプローブは、インサートの1つの末端を効果的に標識する。X線フィルム上でバンドの位置を決定し、それらが対応するDNAの大きさを計算することによって、インサートのT3末端に対するEcoRI部位の位置を決定することが可能であった(図3)。これらの結果はそれから、インサートのT7末端に対するEcoRI部位の位置を決定するために、メンブレンからプローブをはぎ取り、T7特異的オリゴヌクレオチドを再ハイブリダイズさせることによって、補足されることができた。このプロセスは酵素HindIIIおよびXbaIを用いて繰り返された。重複した異なるクローンの制限酵素地図を比較することによって、合成地図が組立てられた。単離された13個の最初のクローンから、6個の独立したクローンが同定された(図2)。
【0060】
エキソン8は、6つの異なるラムダ・ゲノムクローンの各々の完全な消化産物にエキソン特異的プローブをハイブリダイズさせることによって、制限酵素地図上で位置付けられた。初めに、6つの異なるクローンの各々からの3μgのDNAが、制限酵素EcoRIおよびXbaIによって完全に消化された。消化されたDNAは0.8%アガロースゲル上で分解され、エチジウムブロマイド染色によって可視化され、毛細管移動によってGeneScreen Plus(商標)メンブレンへと移された。このメンブレンはそれから、マウスPS1エキソン8由来の配列に特異的にハイブリダイズするDNAプローブによって、ハイブリダイズされた。このプローブは、エキソン8の5’末端と3’末端にそれぞれハイブリダイズするオリゴヌクレオチドFEX8(ATT TAG TGG CTG TTT TGT G; SEQ ID NO:3)およびREX8(AGG AGT AAA TGA GAG CTG GA; SEQ ID NO:4)を用いたPCRによって作製された。ハイブリダイゼーション後、メンブレンは洗浄され、X線フィルムに露光された(図4)。この実験は、すべてのクローンがエキソン8プローブにハイブリダイズする2.5kbのフラグメントを含むことを明らかにした。この情報を各ラムダクローンについての制限酵素地図データと組み合わせることによって、エキソン8が地図上で同定された(要約地図上の位置11.5から14、図2)。
【0061】
同様な手順が、エキソン7特異的プローブを使用し、制限酵素XbaIおよびEcoRIを利用して、我々の合成地図上でのエキソン7の位置を同定するために用いられた。エキソン7特異的プローブは、PCRプライマーF892(TGA AAT CAC AGC CAA GAT GAG; SEQ ID NO:5)とPS1−1(GCA CTC CTG ATC TGG AAT TTT G; SEQ ID NO:6)を用いて作製された。エキソン7はλPS1−22を除き、すべてのクローンの2kb XbaI−EcoRIフラグメントに限局化され、これはエキソン7が要約地図上の位置7.0と9.0の間に位置するという決定を可能とした(図2)。
【0062】
また、エキソン特異的プローブは、さらなる制限酵素を用いたさらなる制限地図情報を得るためにも使用された。たとえば、λPS1−22をNotIとBamHIで消化し、アガロースゲル上で分離し、Genescreen Plus(商標)メンブレンへと移し、エキソン8特異的プローブでプロービングすると、700bpのフラグメントが同定された。この情報は、他のバクテリオファージ・クローンからの情報と組み合わされると、合成地図上の位置11.7へのBamHIの配置を可能とした(図2)。この過程は制限酵素XhoIについて繰り返された。
【0063】
また、他のヒト変異を含むさらなるベクターを調製するための、マウスPS−1遺伝子のさらなる領域のクローニングも、望むとおりに、成し遂げられうる。
例2:置換ベクターの作製
要約地図(図2)上で位置7.0から11.7に位置する4.7kbのXbaI−BamHIフラグメント(2つの内部XbaIフラグメントをも含む)が、必要な変異を含んだ5’アームとして選ばれ、3’アームとしては、要約地図(図2)上で位置11.7から15.8に位置する4.1kbのBamHI−EcoRIフラグメント(内部EcoRI部位をも含む)が選ばれた。これらのフラグメントは、上述のものと同じ一般構造を有する置換ベクター(pPS1−8−TV、図5)を生成するために、初めに単離され、pBlueScript(商標) SK+(Stratagene Cloning Systems, LaJolla, CA)中にクローニングされ、それから、neo遺伝子、HSV−TK遺伝子およびリンカー配列を含むpPNTIoxプラスミド(下に記述)中にさらにサブクローニングされた。
【0064】
(a) 中間プラスミドpPNTloxの作製
pPS1−8−TVは、初めにneoカセットの両側に2つのオリゴヌクレオチド・リンカーを挿入し、pPNTIox(図6)と呼ばれる中間体を作製することにより、pPNT(Tybulewicz et al., Cell, 1991, 65, 1153−1163; MITのRichard Mulligan博士から取得)から作製された。二本鎖の79塩基対の5’リンカーは、3’末端で重複する2つの一本鎖オリゴヌクレオチドをアニーリングさせ、それから、残りの一本鎖領域をDNAポリメラーゼIのKlenowフラグメントによって充填することにより、作製された。オリゴヌクレオチドPNT Not(GGA AAG AAT GCG GCC GCT GTC GAC GTT AAC ATG CAT ATA ACT TCG TAT; SEQ ID NO:7)とPNT Xho(GCT CTC GAG ATA ACT TCG TAT AGC ATA CAT TAT ACG AAG TTA TAT GC; SEQ ID NO:8)(各150ng)が、5UのKlenowポリメラーゼ、Klenowポリメラーゼバッファーおよび、2mM dNTPs(dATP、dCTP、dGTPおよびdTTP)を含む30μlの反応混合液中で結合された。37℃で1時間インキューベートした後、リンカーの各末端の制限酵素部位を解放するために、この反応混合液の一部(5μl)が、制限酵素NotIとXhoIで同時に消化された。さらに、200ngのpPNTがNotIとXhoIで消化された。消化されたプラスミドは、0.8%アガロースゲル上で分離され、ゲルから精製され、標準的な方法に従って、仔ウシ腸管ホスファターゼ(calf intestinal phosphatase)で処理された(Maniatis et al.)。一定量(66ng)の二重に消化されたリンカーは、二重に消化されてホスファターゼで処理されたpPNT DNAに連結された(Maniatis et al.)。コンピテントWM 1100大腸菌(Dower, Nucleic Acids Res., 1988,16, 6127−6145)のDNA形質転換後、プラスミドDNAがアンピシリン耐性菌から単離され(Holmes et al., Anal.Biochem.,1981,114, 193−197)、制限酵素解析によって分析された。適切な組換えプラスミドはSalI、HpaIおよびNsiI部位(リンカー中に存在)を獲得したものとして同定されると同時に、出発プラスミドのNotIおよびXhoI部位をまだ保持していた。79bpのリンカー配列を持つ1つのそのような組換えプラスミドが同定され、pXN−4(図6)と呼ばれた。
【0065】
同様なアプローチが、pXN−4のXbaIとBamHI部位の間に3’リンカーを挿入するために使用された。リンカーを合成するために用いられたオリゴヌクレオチドは、PNT Xba(CGT TCT AGA ATA ACT TCG TAT AAT GTA TGC TAT; SEQ ID NO:9)およびPNT Bam(CGT GGA TCC ATA ACT TCG TAT AGC ATA CAT TAT; SEQ ID NO:10)であった。この場合、pXN−4と二本鎖リンカーDNAがXbaIとBamHIで消化された。精製されたフラグメントはDNA連結反応によってつながれ、コンピテントWM1100バクテリア中に形質転換された。プラスミドDNAはXbaIとBamHIによって消化され、32P−dCTPとKlenowポリメラーゼによって末端標識され、8%アクリルアミドゲル上で分離された(Maniatis et al.)。ゲルは乾燥され、X線フィルムに露光された。適切な組換えクローンは、XbaI−BamHI二重消化によって遊離される40塩基対のバンドの存在によって同定された。その結果生じたプラスミドは“pPNTIox”(図6)と名付けられた。
【0066】
挿入されたリンカーの配列を確かめるために、両方のリンカーを含んでいるフラグメントが、NotIおよびEcoRlを用いてpPNTIoxから単離され、ヌクレオチド配列決定により従い易いベクターであるpBlueScript(商標) SK+中にクローニングされた。リンカーの同一性は、T3およびT7シークエンシング・プライマー(Stratagene(商標) Inc., La Jolla, CA)、およびSequenase Version 2.0 DNA Sequencing Kit (United States Biochemical, Cleveland, OH)を用いて、直接的なヌクレオチド配列決定(Sanger, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1977, 74, 5463−5467)によって確かめられた。
【0067】
(b) 相同アームのサブクローニング。
【0068】
相同な3’アームとin vitro突然変異生成のために用いられるフラグメントを含むXbaI−HindIIIフラグメント(要約地図上の位置11.5から15.9、図2)は、初めに、30μlのファージDNAをXbaIとHindIIIで消化し、消化されたDNAを0.8アガロースゲル上で分離し、エチジウムブロマイド染色でDNAを可視化し、それから、ゲルから4.4kbのフラグメントを切り出すことによって、λPS1−22から単離された。DNAはGeneClean(商標) II(Bio 101 Inc., La Jolla, CA)を使ってゲルから精製された。同時に1μgのpBlueScript(商標) SK+がXbaIとHindIIIで消化され、同じ手順によってその後精製された。約400ngの精製されたラムダDNAと100ngの精製されたプラスミドDNAが、10μlの連結反応において結合された。コンピテントWM 100大腸菌の形質転換後、プラスミドDNAがアンピシリン耐性菌から単離され、その結果生じたプラスミドを確認するために、制限酵素解析によって分析された(図7)。この場合、形質転換されたバクテリアからのプラスミドDNAは、プラスミドDNAが4.4kbのPS−1フラグメントを獲得したかどうか決定するために、初めにXbaIとHindIIIでそれを消化することによって分析された。このプラスミドは“pPS I−XH16”と名付けられた。
【0069】
同様な手順が、pPS1−XH16から200bpのXbaI−BamHIフラグメントを単離し、それをpBlueScript(商標) SK+内にサブクローニングするために使用された。その結果生じたプラスミドは“pPSl−XB1”と名付けられた(図8)。
【0070】
相同な5’アーム中のフラグメントの1つ(要約地図上の位置7.0から11.2の4.2kbのXbaIフラグメント; 図2)が同様に、λPS1−6からpBlueScript(商標) SK+内にサブクローニングされ、“pPS1−X15”(図9)と名付けられた。このインサートは2つの方向のどちらででもプラスミド内に配置され得たため、プラスミドDNAは酵素EcoRIでそれを消化することによって、さらにスクリーニングされた。このようにして、クローンpPS1−X15は5’末端がT3プロモーターに最も近くなる方向でPS−1インサートを有し、その一方、pPS1−X2においては5’末端がT7プロモーターに隣接しているということが決定された(図9)。
【0071】
5’アーム中の300bpのXbaIフラグメント(要約地図上の位置11.2から11.5; 図2)もまた、同様にしてλPS1−20からpBlueScript(商標) SK+にクローニングされ、pPS1−X319(図10)と名付けられた。この場合、XbaIフラグメントの方向は、続く制限酵素マッピングによって決定されなかった。
【0072】
(c) 相同アームの制限酵素マッピング。
【0073】
さらなる制限酵素マッピングが、pPS1−X315およびpPS1−X2に対して実行された。一例としては、2つのプラスミドの各々が酵素HincIIで消化され、アガロースゲル上で分離され、エチジウムブロマイドで可視化された。HincII部位がpBlueScrip(商標) SK+プラスミドバックボーン中、インサートの位置と比較してT7プロモーターに近いマルチクローニングサイト領域内に存在することが知られているため、2つの消化されたサンプルの各々において、フラグメントの大きさを決定することにより、4.2 PS−1フラグメントにおけるHincII部位の位置を決定することが可能であった(図11)。
【0074】
4.2kbのPS−1フラグメント中に1回もしくは2回生じる制限酵素部位の位置は、上記の方法によって決定された。与えられた酵素の部位が2つより多く存在した場合は、2つのプラスミドの各々を、問題の酵素のほかにあいまいさを解決することのできる部位を切断する別の酵素によっても二重に消化することにより、相対位置を決定することが必要となった。多くの場合、2回より多く切断する酵素は、このようにして解決されず、単に4.2kbのPS−1フラグメント中に複数の部位を有するとして記載された。この領域を特徴づけるために用いられた他の酵素のリストは、AccI、ApaI、BamHI、EcoRI、HincII、HpaI、KpnI、NsiI、PstI、SalI、SmaI、SpeIおよびXhoIを含むが、これに限定されない。これらのデータの要約は図12に具体的に示されている。同じ手順はpPS1−XH16の制限酵素地図を作製するために用いられた(図12)。
【0075】
(d) 相同な3’アームの突然変異生成。
【0076】
合計3塩基対の変更がPCR戦略を用いてエキソン8領域に導入された(変更の要約については、図13参照)。P264L変異とAflII部位が導入された。10ngのpPS1−XB1が2つのPCR反応の各々に含められた。最初の反応は、プライマーEXPL2(TTG TGT CTT AAG GGT CCG CTT CGT ATG; SEQ ID NO:11)およびT7(Stratagene Cloning Systems, La Jolla, CA)を含んだ。これは、エキソン8の3’末端とクローンPS1−XB1を包含した220bpのバンドを生成した。また、このフラグメントはP264L変異と、P264L変異の一環としてもたらされた新たなAflII部位も含んだ。
【0077】
第二のPCR反応は、プライマーEXPL1(CGG ACC CTT AAG ACA CAA AAC AGC CAC; SEQ ID NO:12)、およびT3(Stratagene Cloning Systems, La Jolla, CA)を使用した。これは、エキソン8の5’末端とクローンPS1−XB 1を包含した137bpのフラグメントを生成した。また、このフラグメントはP264L変異とAflII部位も含んだ(図14)。
【0078】
最初の反応の産物は、MagicTM PCR Preps DNA Purification System (Promega Corporation, Madison, WI)を使用して精製され、その末端の制限酵素部位を解放するためにBamHIとAflIIで消化された。同じように、第二の反応の産物が精製され、AflIIとXbaIで消化された。これらの2つのフラグメントならびに、XbaIおよびBamHIで消化されたpBlueScript(商標) SK+は、一緒に連結され、HB101コンピテント大腸菌細胞中に形質転換された。アンピシリン耐性のコロニーからDNAが単離され、分析された。2つのPCRフラグメントがそれらのAflII部位で共に連結され、pBlueScript(商標) SK+のBamHIとXbaI部位に挿入された組換えプラスミドを保持しているクローンは、pPS1−XB85(図14)と呼ばれた。変異生成したエキソン8の配列を確認するため、T3およびT7シークエンシング・プライマー(Stratagene Inc., LaJolla, CA)およびSequenase Version 2.0 DNA Sequencing Kit (United States Biochemical, Cleveland, OH)を用いて、直接的なヌクレオチド配列決定(Sanger, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1977, 74, 5463−5467)が行われた。
【0079】
相同な5’アームは、いくつかのクローニング段階を通して、pBlueScript(商標) SK+中に組み立てられた。最初に、pPS1−XB15は1つのXbaI部位だけが切断されるように、XbaIで部分的に消化された。その結果生じたDNAはそれから、BamHIで消化され、ゲルで精製された(図15)。
【0080】
pPS1−XB85中の変異を導入されたインサートは、それをXbaIおよびBamHIで消化し、その結果生じた変異したインサートをゲルで精製することにより、放出された。200bpのXbaI−BamHIフラグメントが直鎖状化されたpPS1−X15に連結され、組換えプラスミドはAflII消化によって、インサートの適切な方向性に関してスクリーニングされた。正しい方向を持つプラスミドは1.9kbと5.8kbのフラグメントを生じた。このプラスミドは“pPS1−206”と名付けられた。
【0081】
変異を導入した200bpのXbaI−BamHIフラグメントの5’側に、小さな300bpのXbaIフラグメントを挿入するため、pPS1−206は、部分的なXbaI消化によって直鎖状化された(図16)。pPS1−X319からのXbaIフラグメントが単離され、直鎖状化されたpPS1−206 DNA内にクローニングされた。300bpのXbaIフラグメントの方向は、Thermo Sequenase放射性標識ターミネーター・サイクルシークエンシング・キット(Amersham Life Science Inc., Cleveland, OH)を用いて、EX8PL1プライマーにより、組換えクローンおよびλPS1−20をシークエンシングすることによって決定された。XbaI部位を越えてλPS1−20と配列同一性を共有した1つのプラスミドクローンが、適切な方向で挿入された300bpのXbaIフラグメントを有していた。組み立てられた5’アームを含むこのプラスミドは、“pPS1−5’360”と名付けられた(図16)。
【0082】
(e) ターゲティングベクターpPS−1−8−TVの組み立て。
【0083】
プラスミドpPNTloxは、相同な3’アームを受け入れるために、最初にプラスミドDNAをEcoRIおよびBamHIにより消化し、直鎖状のプラスミドをゲルで分離することによって調製された(図17)。並行して、pPS1−XH16をEcoRIによって部分的に消化し、直鎖状形態を単離することによって、3’アームが調製された。このフラグメントはそれからBamHIで消化され、4.1bpのフラグメントがゲルによって分離された。3’アームがpPNTloxに連結された。その結果生じたプラスミドは“pPNT3’413”と名付けられた。
【0084】
5’アームは、最終的なpPSI−8−TVプラスミドを与えるために、pPNT3’413に挿入された。5’アームは最初にXhoIおよびNotIで消化することによって、プラスミドDNAから遊離させられた。並行して、NotIとSalIで二重に消化することによって、pPNT3’413が調製された。2つのDNAのフラグメントは連結され、コンピテントWM 1100大腸菌細胞に形質転換された(図18)。
【0085】
他のヒト変異を含めるために、さらなるベクターが上記方法において調製されうる。
例3:ES細胞におけるマウスPS−1遺伝子の突然変異生成
(a) 細胞。
【0086】
129/Sv×129/Sv−CP FIハイブリッドマウスから誘導され(Nagy et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90, 8424−8429)、Janet Rossant博士(Mt. Sinai Hospital, Toronto, Ontario, Canada)から得られたR1系統のES細胞が使用された。これらの細胞は、20%ウシ胎仔血清(FBS; Hyclone Laboratories Inc., Logan, Utah; cat. # A−1115; Lot # 11152154)、0.1mM非必須アミノ酸(Mediatech 25−025−L1)、2mM L−グルタミン(Mediatech 25−005−L1)、10−6M β−メルカプトエタノール(Gibco 21985−023)、1mMナトリウム・ピルベート(Mediatech 25−000−L1)、1×濃度のペニシリン・ストレプトマイシン溶液(Mediatech 30−001−L1)および1000U/mlの白血病阻止因子(Gibco BRL 13275−029)を補充した、ダルベッコの修正によるイーグル培地を含むES細胞培地(L−グルタミンおよび4500mg/Lのグルコースを含む; Mediatech Inc., Herndon, VA)中で培養された。細胞は0.1%ゼラチン(Sigma G9391)溶液で簡単に処理された組織培養プラスチック上で培養された。
【0087】
培養は48時間ごとに、もしくは細胞が約80%のコンフルエントとなった時に継代された。継代については、細胞は最初にリン酸緩衝生理食塩水(Ca2+およびMg2+を含まない)で洗浄され、それからトリプシン/EDTA溶液(Ca2+およびMg2+を含まない0.05%トリプシンと0.02% EDTAのPBS溶液)で処理された。細胞のすべてが懸濁された後、トリプシン消化は組織培養培地の添加によって止められた。細胞は遠心によって回収され、5mlの組織培養培地中に再懸濁され、1ml量の細胞懸濁液が同じ大きさの新しいプレートを開始するために使用された。
【0088】
(b) ES細胞のDNAトランスフェクション。
【0089】
pPS1−8−TV DNA(400μg)は1mlの反応体積中、NotIでそれを消化することにより、エレクトロポレーションの準備がなされた。DNAはそれから、エタノールの添加によって沈殿され、70%エタノールで洗浄され、500μlの滅菌水中に再懸濁された。
【0090】
NotIで直鎖状化されたpPS1−8−TV DNAは、Bio−Rad Gene Pulser(商標) System (Bio−Rad Laboratories, Hercules, CA)を用いて、ES細胞中に電気穿孔された。10個のエレクトロポレーション・キュベットの各々において、ES細胞培養培地中に懸濁された2.5×10個の細胞に40μgのDNAが電気穿孔された。エレクトロポレーションの条件は、通常6.0〜6.1秒の間の範囲の時定数をもたらす250V、500μFであった。エレクトロポレーションの後、細胞はエレクトロポレーション・キュベット中、室温で20分間インキューベートされた。すべての電気穿孔された細胞はそれからプールされ、10個のゼラチン化プレート上に等しく分配された。24時間後、プレートは吸引され、新鮮なES細胞培地が加えられた。その翌日、9枚のプレートの培地は150μg/mlのG418(Gibco)と0.2μMのガンシクロビル(Syntex)を補充したES細胞培地と交換された一方、1枚のプレートは150μg/mlのG418のみを補充した培地を入れられた。さらに8日後、結果として生じた個々のES細胞コロニーはプレートから摘み取られ、Wurst et al., pp 33−61 in Gene Targeting Vol. 126,1993, Edited by A. L. Joyner, IRL Press, Oxford University Press, Oxford, Englandによって記述されているようにして、24穴プレートのウェル中において個々に増殖された。G418とガンシクロビルを補充したプレート上で増殖したコロニーの数と、G418の補充のみで増殖した数の比較は、ネガティブセレクションの効率を決定するために使用された。
【0091】
(c) ES細胞形質転換体の分析。
【0092】
24穴プレートの各ウェル中の細胞培養が約80%のコンフルエントになった場合、それは洗浄され、細胞は2滴のトリプシン−EDTAを散布された。トリプシン処理は1mlのES細胞培地の添加によって止められた。この懸濁液のうちの一定量(0.5ml)が、別個の24穴プレートの2つのウェルの各々に移された。細胞がコンフルエント近くまで増殖した後、プレートの1つは細胞株の低温保存のために使用され、一方、もう1つはクローンの各々のためのDNAの供給源として使用された。
【0093】
低温保存では、24穴プレート中の細胞は最初に、プレートを氷上に置くことによって冷やされた。培地はそれから、10% DMSOおよび25% FBSを補充した新鮮なES細胞培地と交換され、プレートは、スタイロフォームの箱中でプレートを断熱して、−70℃のフリーザーにそれを入れることによって、約0.5℃/minで冷却された。
【0094】
他のプレート上のクローンからDNAを単離するために、各ウェル中の培地は500μlの消化バッファー(100mM Tris−HCl、pH 8.5、5mM EDTA、0.2% SDS、200mM NaCl、100μg/mlプロテイナーゼK)と交換された。37℃で一晩のインキュベーション後、500μlのイソプロパノールが各ウェルに加えられ、プレートは軌道振盪機(orbital shaker)上で15分間撹拌された。上清は吸引され、500μlの70%エタノールと交換され、プレートはさらに15分間振盪された。DNA沈殿物はウェルから摘出され、50μlのTE溶液(10mM Tris−HCl, pH 7.5、1mM EDTA)中に溶解された。
【0095】
マウスPS−1遺伝子の突然変異生成に関する一次分析は、ApaIで消化したES細胞DNAのサザンハイブリダイゼーション・スクリーニングを含んだ。この分析のためのプローブは、相同な3’アームの外側の我々のクローニングしたPS−1領域の3’末端から誘導された(図19d)。それは最初に、λPS1−6(図2)の3’末端に対応する6kbのXbaIフラグメントを単離し、それをXbaIで消化したpBlueScript(商標) SIB+中にサブクローニングすることによって調製された。pPS1−X6と呼ばれるこのサブクローンのXhoI(内部の部位)とHindIII(Bluescript(商標) SK+ポリリンカー由来)によるさらなる消化は1000bpのプローブを生じた。
【0096】
サザンハイブリダイゼーション・スクリーニングについては、各ES細胞クローンDNAの一定量(10ul)がApaIで消化され、0.8%アガロースゲル上で分離され、GeneScreen Plus(商標)メンブレンに移された。プローブはランダムプライミング法によって32P−dCTPで標識され、58℃で一晩メンブレンにハイブリダイズさせられた(Church et al., Proc. Nad. Acad Sci, USA, 1984, 81, 1991−1995)。PS−1遺伝子がうまく相同遺伝子組換えを経たES細胞株は、このアッセイにより9および15kbのApaIフラグメントを生じる(図19)。これは、相同遺伝子組換えが都合よく、新たなApaI部位をneoカセットが取り込まれる領域に導入するからである。15kbのバンドはPS−1の変更のない細胞コピーをあらわす一方、9kbのバンドは新たなApaI部位がより短いフラグメントをもたらすPS−1コピーから誘導される。この最初のスクリーニングにおいて分析された260の細胞株のうち8つの細胞株が、潜在的なターゲティング成功細胞株として同定された。
【0097】
一次スクリーニングによって推定上の相同組換え体として評価されたすべての細胞株はそれから、λPS1−20に由来する5.5kbの5’ XbaIフラグメントから単離された500bpのKpnI−ApaIフラグメントを用いて、ScaI消化ES細胞DNAに対し、さらにスクリーニングされた。この場合、正常なPS−1遺伝子は13.8kbのフラグメントを生じ、変異体PS−1遺伝子は10.5kbのフラグメントを生じた(図19e)。このスクリーニングによって調べられた8つの細胞株のうち4つが、その5’末端で相同遺伝子組換えを受けたことが示された。
【0098】
両方のスクリーニングによって相同遺伝子組換えを経たと確認された細胞株は、(前述の2つのスクリーニングの1つのみに陽性の結果を与える相同挿入に対して)真に相同遺伝子組換えを経たものとみなされた。しかし、このアームに含められた変異は、5’アームが組換えを起こす際にどこで交叉が生じるかに依存して、適切な相同組換えの結果として、細胞DNA内に取り込まれることも、取り込まれないこともある(図1)。したがって、P264L変異の結果として生じる新たなAflII部位を検出することを目的とする、さらなるサザンハイブリダイゼーション・スクリーニングが実施された。このためには、pPS1−X15から単離された1.2kbのHindIII−XbaIフラグメントが、AflIIで消化されたDNAに対するプローブとして利用された。変更のないPS−1遺伝子は、6.7kbのバンドを生じた(図19f)。適切な相同遺伝子組換えは起こったが、計画された突然変異を欠いているPS−1遺伝子は8.7kbのバンドを生じる一方、計画された突然変異の含有物は2.2kbのバンドを生じる。調査した4つの真の相同組換え細胞株のうち、4つすべてが計画された突然変異の近くに新たなAflII部位を取り込んだことが示された。
【0099】
ここに記述された突然変異を導入された形のPS−1遺伝子は、PS−1nP264Lと名付けられ、それに対して、正常なPS−1遺伝子はPSIと名付けられた。1コピーのPS−1nP264Lを保持している4つのES細胞株はPS1−87、PS1−175、PS1−176およびPS1−243と呼ばれた。これらの株のうち3つが解凍され、細胞数が拡大され、PS−1変異マウスを樹立するために用いられた。
【0100】
他のヒト突然変異を含めるために、マウスPS−1遺伝子のさらなる突然変異生成が、上記方法においてES細胞において実施されうる。
例4:PS−1変異マウスの樹立
PS−1変異ES細胞は、変異ES細胞をE2.5胚へ凝集させ、凝集した胚を偽妊娠した雌に移すことによりキメラマウスを作製するために用いられた(Wood et al., Nature, 1993, 365, 87−89)。平均して10〜15細胞である凝集塊を生成するための限定的なトリプシン処理によって、ES細胞が凝集のために調製された。E2.5胚は、Hogan et al., Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, 1986, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New Yorkに記述されているようにして、卵管フラッシング(oviduct flushing)によって、過排卵したCD−1雌マウスから回収された。透明帯は酸性のタイロード液(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO)を使って、胚から取り除かれた。凝集ウェルは、平滑な金属器具(かがり針)を組織培養プラスチック内に押し込むことによって作製された。胚はそれから、ミネラルオイル下の小滴(約20μl)のM16倍地(Sigma Chemical Co., St. Louis, MO)中、およそ10〜15個のES細胞の凝集塊と一緒にウェル中に置かれた。一晩のインキュベーション(37℃、湿度100%、空気中5%のCO)後、凝集胚は偽妊娠雌の子宮角に移された(Hogan et al., 1986、前出)。
【0101】
子孫へのES細胞の寄与は、色素性の外被色の出現によって評価された。陽性のマウスはキメラ創始者(chimeric founder)と呼ばれる。ES細胞による生殖系列への寄与は、キメラ創始者とCD−1雌の間のかけ合せからの、色のついた子孫の出現によって評価された。
例5:キメラ
胚凝集に使われた3つのPS−1変異ES細胞株のうち、1つが生殖系列キメラを生じた:
【0102】
【表1】

Figure 2004533802
【0103】
生殖系列キメラはそれから、PS−1nP264Lを保持しているマウスの系統を樹立するために用いられた。色のついた子孫中の変異PS−1対立遺伝子の存在は、例1に記載されたものと実質的に同じ手順の後に続き、neoカセットを検出することを目的とするPCR戦略を使用して決定された。PCRプライマーは以下のとおりであった:neo28(GGA TTG CAC GCA GGT TCT CC; SEQ ID NO:13);およびneo445(CCG GCT TCC ATC CGA GTA CG; SEQ ID NO:14)。ゲノムDNAは尾部試料から調製された(Hogan, 1986、前出)。4匹の色のついた子孫のうち、1匹の雌マウスがPS−1nP264Lについてヘテロ接合性(PS−1nP264L/+)であった。すなわち、このマウスは、前述のPCR戦略に基づき、neoカセットについて陽性であった。同様にPS−1nP264Lについてヘテロ接合性である以降の世代の子孫は、この雌を野生型の雄とかけ合わせることによって開発された。
【0104】
PS−1nP264Lについてヘテロ接合性(PS−1nP264L/+)であるマウスは、PCRに基づく方法を使用して遺伝形質を決定された。マウスPS−1の野生型対立遺伝子の存在は、以下のプライマーを使って評価された:X8F(CCC GTG GAG GAG GTC AGA AGT CAG; SEQ ID NO:15)およびX8R(TTA CGG GTT GAG CCA TGA ATG; SEQ ID NO:16)。これらのプライマーによる評価は142bpのフラグメントを生じる(データは省略)。変異対立遺伝子の存在はプライマーneo28およびneo445を使って評価され、これは417bpのフラグメントを生じる。よって、変異についてヘテロ接合性であるマウスは、両方のバンドを生じる;変異についてホモ接合性であるマウスは417bpのバンドのみを生じる;そして、野生型対立遺伝子についてホモ接合性であるマウスは142bpのバンドのみを生じる。組織サンプルは動物の尾部から得られ、例1のPCR手順がそのような評価のために利用された。
【0105】
PS−1nP264L対立遺伝子についてホモ接合体であるマウス(すなわちPS−1nP264L/nP264L)は、ヘテロ接合体のマウス(PS−1nP264L/+)を、ヒト化したAPP遺伝子についてホモ接合体であるマウス(PCT公開番号W096/34097において開示、1996年10月31日公開;これは引用することにより本明細書に完全に取り込まれている)と交雑することによって作製された。その結果生じる世代の子孫(generational offspring)はそれから、PS−1nP264L対立遺伝子についてヘテロ接合性であり、かつ、ヒト化されたAPP遺伝子についても共にヘテロ接合性であることが決定された(データは省略);これらの世代の子孫はそれから、交雑に使用され、その結果生じる子孫がPS−1nP264Lについてホモ接合性であり、同様にヒト化APP遺伝子についてヘテロ接合性であることが(上に概説されたPCR手順を使用して)決定された(この同腹仔からの世代の子孫は、PS−1nP264L対立遺伝子についてヘテロ接合性/ヒト化APP遺伝子についてホモ接合性;PS−1nP264L対立遺伝子についてヘテロ接合性/ヒト化APP遺伝子についてヘテロ接合性であるものも見出された――この同腹仔から得られた子供の数が限られていたため、二重ホモ接合体は見つからなかった)。以降の交配はPS−1nP264L/nP264L×APPNLh/NLhマウスを生じた。
【0106】
PS−1nP264L対立遺伝子についてホモ接合性のマウスはまた、ヘテロ接合性のマウス(PS−1nP264L/+)の交雑によっても生成された。1セットの交配で、6匹のホモ接合体が27匹の子孫の中に見つかり、これは、ヘテロ接合体のかけ合せから予想される25%のホモ接合体の回収率の範囲内によくおさまる。
【0107】
したがって、また、上に開示されたさまざまな交配アプローチに基づき、この動物の実質的に正常な生存度と胎生期生残は明らかである。
例6:PGK−neoカセットの切出し
CreリコンビナーゼをコードしているpBS185プラスミドDNA(Sauer et al., New BioL,1990, 2, 441−449、引用することにより本明細書にその全体が取り込まれている)が、前核注入(pronuclear injection)によって、PS−1nP261L/+×CD−1のかけ合わせから生成された1細胞胚内へ導入された。プラスミドは環状であったため、ゲノムへのDNAの組込みは非常に低い発生頻度を有していた。Creリコンビナーゼを生成するDNAの一過性発現は、初期胚においてPGK−neoカセットを切り出した。注入された胚は偽妊娠の雌へと移された。PGK−neoカセットの切り出しは、子孫の遺伝形質を決定することによって確かめられた。これらのマウスはPS−1P264L/+と名付けられ、PS−1P264L/P264Lマウスを生成するためにかけ合わせられた。
【0108】
ネオマイシン選択可能マーカーはPS−1遺伝子の転写を減少させたため、Creリコンビナーゼの一過性発現後に起きる隣接するloxP部位での遺伝子組換えによって、PGK−neo遺伝子が切除された。PS−1nP264L/+×CD−1のかけ合せによって作製された1細胞胚(n = 154)は、pBS185のプラスミドDNAを注入され、偽妊娠の雌に移植された。PGK−neo遺伝子の喪失は、例5に記述されているように、X8FおよびX8Rプライマーのペアを使ったPCRによって、219塩基対フラグメントとして、子孫において評価された。ネオマイシン選択可能マーカーが切除された変異PS−1対立遺伝子は、PS−1P264Lと名付けられた。1匹の創始者マウスにおいて切り出しがうまく生じ、ヘテロ接合性(PS−1P264L/+)およびホモ接合性(PS−1P264L /P264L)のマウスの系統が生成された。PS−1P264L/+マウスは、P264L変異がAβの生成および沈着に与える影響をさらに研究するために、Tg2576マウスおよびAPPNLh/NLhマウスとかけ合わせられた。
例7:ノザンおよびウェスタンブロット
生後2〜6ヶ月のPS−1+/+、PS−1nP264L/nP264LおよびPS−1P264L/P264Lマウスが、PS−1のmRNAおよびタンパク質レベルを評価するために用いられた。RNAzol B(Tel−Test, Friendswood, TX)中での均質化によって、トータルRNAが脳の半分から抽出された。メッセンジャーRNAはOligotexカラム(Qiagen, Valencia, CA)によって選別された。等体積のmRNAがローディングバッファー(NorthernMAX−Gly, Ambion, Austin, TX)と混合され、50℃に30分間加熱され、0.7%アガロースゲル上で分離され、ナイロンメンブレンへ移された。PS−1 mRNAは、pGEM−Tベクター(Promega, Madison, WI)中にクローニングされたヒトPS−1の3’末端(ヌクレオチド1083〜1428)をあらわす32P−dUTP標識リボプローブにより検出された。同じブロットは規準化のためにGAPDHプローブ(Ambion)をハイブリダイズさせられた。mRNAを可視化するために、メンブレンは蛍光スクリーン(phosphor screen)に感光され、Storm 840 Phosphorlmagerでスキャンされ、濃度測定がImageQuaNTソフトウェア(Molecular Dynamics, Sunnyvale, CA)によって実施された。
【0109】
脳の半分が、10mM Tris pH 7.4、150mM NaCl、5mM EDTA、1% SDS、0.25%デオキシコレート、0.25% NP−40、およびプロテアーゼインヒビター(5mM PMSF、10μg/mlアプロチニン、10μg/mlロイペプチン、10μg/mlペプスタチン)を含む2.5mlのバッファー中で均質化された(Lee et al., Nature Med., 1997, 3, 756−760)。タンパク質濃度はBCAアッセイ(Pierce, Rockford, IL)によって決定された。全脳ライセートは還元的なローディングバッファーと混合され、37℃で45分間熱せられた。各サンプルの総タンパク質50μgが、NuPAGE 10%ポリアクリルアミドゲル(Novex, San Diego, CA)上での電気泳動によって分離され、ニトロセルロースへ移された。メンブレンは0.05% Tween−20および5%脱脂粉乳を含むTris緩衝食塩水(TBS)中、4℃で一晩ブロッキングされた。PS−1は同じ溶液で希釈されたウサギポリクローナル抗体によって検出された。C末端フラグメントは、抗体B17.2により1:2000の希釈で検出された(De Strooper et al., J. Biol. Chem., 1997, 272, 3590−3598)。B17.2はヒトPS−1の親水性ループドメインにあるアミノ酸残基300〜315(EGDPEAQRRVSKNSKY; SEQ ID NO:17)に対して作製された。N末端フラグメントは1:500希釈のCP160により検出された。CP160は、pQE−9プラスミド(Qiagen)を用いてバクテリア内で発現させた、6×ヒスチジンタグを付加したヒトPS−1のN末端フラグメント(アミノ酸1〜80)を用いて作製された。合成PS−1 N末端フラグメントは、Ni−NTAアガロース(Qiagen)およびSDS−PAGEを使って精製された。ペプチドはウサギへの注射のために、アクリルアミドゲルから切り出された。CP160のIgG画分はアフィニティー精製され、ブロッティングに使用された。一次抗体は、セイヨウワサビペルオキシダーゼ標識抗ウサギ二次抗体(New England Biolabs, Beverly, MA)により検出された。ブロットは化学発光試薬(LumiGLO, New England Biolabs)と反応され、Hyperfilm(Amersham, Arlington Heights, IL)に感光された。フィルムはスキャンされ、濃度測定がRFLP2.1ソフトウェア(Scanalytics, Fairfax, VA)で実施された。
【0110】
ノザンブロット解析はPS−1 mRNAについて3.1kbのバンドを示した。PS−1 mRNAレベルは、GAPDH mRNAレベルに対して、ローディングの差に関して規準化された。PS−1nP264L/nP264Lマウス中のPGK−neo遺伝子の存在は、野生型レベルの20%であるPS−1 mRNAレベルをもたらした(データは省略)。PS−1P264L/P264Lマウス中のmRNAレベルは、PS−1+/+マウスの100%であった(データは省略)。このように、PGK−neoカセットの除去はPS−1 mRNAレベルを正常なレベルに戻した。
【0111】
ウエスタンブロッティングは、3つすべての遺伝子型において、抗体CP160を使用した場合には約30kDaのN末端PS−1フラグメントを示し、抗体B 17.2を使用した場合には約20kDaのC末端PS−1フラグメントを示した。抗原をあらかじめ吸収させたCP160によるブロッティングは、約30kDaのN末端バンドを排除した(データは省略)。C末端PS−1フラグメントに対するB17.2の特異性は、以前に示されている(De Strooper et al., J. Biol. Chem., 1997, 272, 3590−3598)。PS−1nP264L/nP264LマウスにおいてはPS−1 mRNAレベルが減少していたため、PS−1タンパク質のレベルもまた正常なレベルの約15〜20%にまで減少していた(データは省略)。PS−1P264L/P264Lマウスにおける変異PS−1の正常なmRNA発現にもかかわらず、PS−1タンパク質レベルは約50%に減少していた(データは省略)。N末端およびC末端の両フラグメントは同様な程度に減少していた。これらのデータは、PS−1P264L変異が翻訳、完全長PS−1タンパク質のプロセッシング、あるいは切断されたフラグメントの安定性に対する影響のいずれかを介して、PS−1タンパク質レベルに影響することを示している。報告は、PS−1のいくつかのFAD変異による、N末端フラグメントのさまざまな減少および/もしくはホロタンパク質の蓄積を記述した(Mercken et al., FEBS Lett., 1996, 389, 297−303; Murayama et al., Neurosci. Lett., 1997, 229, 61−64; Levey et al., Ann. Neurol, 1997, 41, 742−753; Murayama et al., Prog. Neuro−Psychopharmacol. Biol. Psychiatr., 1999, 23, 905−913; Takahashi et al., Neurosci. Lett., 1999, 260, 121−124)。対照的に、FAD患者において、トランスフェクションを行った細胞において、およびトランスジェニックマウスもしくは遺伝子ターゲティングしたマウスにおいて、種々のPS−1 FAD変異がフラグメント形成の減少を引き起こさないことが見出された(Hendriks et al., NeuroReport, 1997, 8, 1717−1721; Lee, et al., Nature Med, 1997, 3, 756−760; Podlisny et al., Neurobiol. Dis.,1997, 3, 325−337; Guo et al., Nature Med,1999, 5, 101−106; Levesque et al., Molec. Med, 1999, 5, 542−554; Vanderhoeven et al., Neurosci. Lett., 1999, 274, 183−186; Borchelt et al., Neuron, 1996,17, 1005−1013; Duff et al., Nature, 1996, 383, 710−713; Citron et al., Nature Med,1997, 3, 67−72; Nakano et al., Eur. J. Neurosci., 1999,11, 2577−2581)。トランスフェクトしたPC12細胞における、P264L変異によるN末端フラグメント減少のレベルは、野生型PS−1の値の約35〜40%であり(Murayama et al., Prog. Neuro−Psychopharmacol. Biol. Psychiatr., 1999, 23, 905−913)、PS−1+/+マウスとの比較でPS1P264L/P264Lマウスにおいて見られた減少の程度と一致した。
例8:Aβ40特異的および42特異的なELISA
沈着傾向を示す(predepositing)二重遺伝子ターゲティングマウス(1〜6ヶ月のAPPNLh/NLhマウス、5ヶ月のAPPNLh/NLh×PS−1P2 64L/+マウス、および1〜2ヶ月のAPPNLh/NLh×PS−1P264L/P264Lマウス)および、2〜4ヶ月の沈着傾向を示すTg2576マウス(Hsiao et al., Science,1996, 274, 99−102)からの脳の半分が、ドライアイス上で凍結され、−70℃で保存された。PS−1P264L/+マウスとかけ合わせた、沈着傾向を示すTg2576マウス(2〜4ヶ月のTg2576×PS−1+/+マウス、2ヵ月のTg2576×PS−1P264L/+マウス、および1ヵ月のTg2576×PS−1P264L/P264Lマウス)からの脳の半分が同様にしてさらに調製された。脳の半分は4mlの0.2%ジエチルアミンおよび50mM NaCl中で均質化され、100,000×gで遠心分離された。上清は2MのTris−HClによってpH 8に中和され、BCA法(Pierce, Rockford, IL)によりタンパク質濃度が分析され、5%胎性クローン血清(fetal clone serum)(HyClone, Logan, UT)と1%脱脂粉乳のTBS溶液で1:1希釈された。Aβ42特異的ELISAは、以前に記述されたようにして実施された(Savage et al., J Neurosci., 1998, 18, 1743−1752)。Aβ40特異的ELISAは修正されて(Savage et al., J. Neurosci., 1998, 18, 1743−1752)、捕捉抗体が6E10(Senetek, Napa, CA)となり、検出抗体がAβ40に選択的となるようにされた(BioSource International, Camarillo, CA)。ELISAシグナルは、Aβ40もしくは42(Bachem, King of Prussia, PA)を用いて生成された標準曲線に基づき、総抽出タンパク質1ミリグラムあたりのAβのナノグラム数として報告された。
【0112】
表2はPS−1P264L変異がAβ沈着の出現前に、APPNLh/NLhマウスの脳におけるAβ40およびAβ42のレベルに与える影響を示す。PS−1P264L変異はAβ40レベルに対して有意な影響を持たなかった。1コピーのPS−1P264L変異はAβ42をわずかに上昇させたが、変異の影響はAPPNLh/NLh×PS−1+/+マウスと比較して、APPNLh/NLh×PS1P264L/P264Lマウスにおいてのみ有意であった。Aβ42レベルにおけるこの増加は、APPNLh/NLh×PS−1+/+およびAPPNLh/NLh×PS−1P264L/+マウスと比較して、APPNLh/NLh×PS−1P264L/P264LマウスにおけるAβ40に対するAβ42の比に有意な上昇を引き起こした。Tg2576マウスはAPPNLh/NLh×PS−1P264L/P264Lマウスよりも著しく多いAβ40およびAβ42を有していたが、Aβ42/40比はTg2576とAPPNLh/NLh×PS−1+/+マウスにおいて同様であった。
【0113】
表3は、PS−1P264L変異がAβ沈着の出現前に、Tg2576マウスの脳におけるAβ40およびAβ42レベルに対して与える影響を示している。PS−1P264L変異はAβ40レベルに対して有意な影響を持たなかった。1コピーのPS−1P264L変異はAβ42をわずかに上昇させたが、変異の影響はTg2576×PS−1+/+マウスと比較して、Tg2576×PS−1P264L/P264Lマウスにおいてのみ有意であった。このAβ42レベルの増加は、Tg2576×PS−1+/+マウスと比較してTg2576×PS−1P264L/P264Lマウスにおいて、Aβ40に対するAβ42の比率に有意な上昇を引き起こした。このように、PS−1P264L変異がAβレベルに与える影響はTg2576とAPPNLh/NLhマウスについて同様であった。
【0114】
【表2】
Figure 2004533802
【0115】
【表3】
Figure 2004533802
【0116】
例9:免疫組織化学および組織学
PS−1P264L/P264Lマウスが生後12ヵ月目に調べられた。生後3、6、9、12、15および18ヵ月のPS−1+/+、PS−1P264L/+もしくはPS−1P264L/P264LであるAPPNLh/NLhマウスが評価された。調べられたさらなるマウスはTg2576であり、PS−1+/+、PS−1P264L/+もしくはPS−1P264L/P264Lで、生後1、2、4、6、9、12、15および18ヵ月であった。C57B6/SJLマウスへのかけ合わせによって維持された他のTg2576マウスもまた、生後6、9、12、15、18および21ヶ月目に調べられた。マウスはリンガー溶液を灌流され、脳が取り除かれ、二等分された。各脳の半分は70%エタノールと150mM NaClに48時間浸され、パラフィンが包埋され、矢状面で10μmに切片化された。16切片のセットが200μmの間隔で取られ、免疫組織化学によってAβの沈着を示すために染色された。使用された抗体は、ヒトAβのアミノ酸1〜28に対して作製されたウサギポリクローナル抗体の1153(Savage et al., Neuroscience, 1994, 60, 607619)とモノクローナル抗体4G8および6E10(Senetek)であった。切片は4G8の場合は80%の蟻酸で前処理され、1153および6E10の場合は前処理を行わず、そして、1:1,000希釈で一次抗体と共に一晩反応させられた。抗体はビオチン化された二次抗体(1:100)を用いて複合体化され、セイヨウワサビペルオキシダーゼ標識ストレプトアビジン(BioGenex, San Ramon, CA)を用いて連結され、ニッケル増強3,3’−ジアミノベンンジデンを用いて可視化された。非トランスジェニックマウス、およびあらかじめ吸収された一次抗血清が染色の対照として役立った。切片のさらなるセットは、チオフラビンSを用いて染色され、蛍光顕微鏡で調べられた。
【0117】
CastGridシステム(Olympus, Copenhagen, Demnark)を使用し、1153抗体で染色された1セットの16切片において、新皮質におけるプラーク量(plaque load)が定量された。新皮質の体積とAβ沈着によって占められる新皮質のパーセント体積は、点計数(point counting)(Weibel et al., (1979) Stereological methods, vol. 1: practical methods for biological morphometry, 415 pp. London: Academic Press)によって、立体解析学的に決定された。代表的な結果が表4に示されている。
【0118】
表4.生後6ヶ月の新皮質におけるAβプラーク量(%体積含有率)
Figure 2004533802
細胞外のAβ沈着は、PS−1+/+のものと比較して、PS−1P264L/+もしくはPS−1P264L/P264LのTg2576マウスにおいては著しく加速されていた。Tg2576×PS−1P264L/+マウスにおいては、Aβ沈着は生後2ヵ月では認められなかったが、生後4ヵ月では存在していた。Tg2576 x PS−1P264L/P264Lマウスでは、Aβ沈着は生後1ヵ月では存在しなかったが、生後2ヵ月では存在していた。Tg2576×PS−1+/+マウスは生後6ヵ月までAβ沈着を示さず、その量は、C57B6/SJLバックグラウンドで維持された生後6ヵ月のTg2576マウスにおいて見られるそれに相当した。1153抗体で可視化されたAβプラーク量は、より高齢のTg2576×PS−1P264L/+およびTg2576×PS−1P264L/P264Lマウスの新皮質において、劇的に増加していた(データは省略)。生後4ヶ月のTg2576×PS−1P264L/+マウスおよび生後2ヶ月のTg2576×PS−1P264L/P264Lマウスは、4G8もしくはチオフラビンSで染色される多数の沈着を有しており、これは最早期の沈着が緻密な原線維アミロイドを含むことを示している。
【0119】
Tg2576×PS−1P264L/P264Lマウスにおいて見られる沈着の加速に加えて、もう一つの差異は沈着の領域分布であった。生後6ヵ月のTg2576×PS−1P264L/P264Lマウス、生後9ヵ月のTg2576×pS−1P261L/+マウスおよび生後18ヵ月のTg2576(C57B6/SJLバックグラウンド)マウスを比較すると、沈着の密度は、終脳構造において類似していた(データは省略)。しかし、Tg2576×pS−1P261L/PI61Lマウスの皮質下構造では、Aβ沈着の量がTg2576×PS−1P264L/+およびTg2576マウスにおけるよりも、非常に多くなっていた(データは省略)。
【0120】
APPNLh/NLhマウスにおけるAβ沈着は、生後22ヵ月まで評価された。沈着の証拠は発見されなかった。同様に、マウスAPPについて野生型であるPS−1P264L/P264Lマウスにおいて、生後12ヶ月で、沈着は見つからなかった。極めて稀なAβ沈着が、1153抗体およびチオフラビンSの両方を用いて、APPNLh/NLh×PS−1P264L/+マウスの皮質において生後12ヶ月に認められた。生後18ヵ月では、これらのマウスにおけるAβ沈着は、より多数で、より大きかった。
【0121】
2コピーのPS−1P264L変異は、APPNLh/NLh×PS−1P264L/P264LマウスにおけるAβ42の増加をもたらし(表2)、早い年齢でのAβ沈着をもたらした。APPNLh/NLh×PS−1P264L/P264Lマウスでは、Aβ沈着は、生後3ヵ月では見つからなかったが、6ヵ月では存在していた。沈着は、APPNLh/NLh×PS−1P264L/P264Lマウスにおいて、加齢とともに増加した。
【0122】
本文書において引用もしくは記述された各特許、特許出願、および出版物の開示は、この結果、引用することにより、それらの全体において、本明細書に取り込まれている。
【0123】
ここに記述されたものに加えて、前の記述から本発明のさまざまな修正が当業者にとって明らとなるであろう。そのような修正はまた、添付特許請求の範囲の範囲内におさまることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】
発明にかかる、遺伝子ターゲッティングの一般的原理を具体的に説明する図解である。
【図2】
発明にかかる、フラッシュ[Flash](商標)非放射活性遺伝子マッピングキットを使用して調製された、一組のマウスPS−1ゲノムクローン地図である。制限エンドヌクレアーゼの文字略語は以下のとおりである:E、EcoRI;X、XbaI;H、HindIII;B、BamHI;Xh、XhoI。
【図3】
発明にかかる、フラッシュ[Flash](商標)制限マッピング法を具体的に説明するのに使用される代表的制限地図である。
【図4】
発明にかかる、PS−1の制限地図上にエキソン7および8を位置づけるための戦略を具体的に説明する図である。
【図5】
発明にかかる、PS−1のエキソン8とpPS1−8−TV置換ベクターとの間の関係を具体的に説明する一対の遺伝子地図である。制限エンドヌクレアーゼの文字略語は以下のとおりである:E、EcoRI;X、XbaI;H、HindIII;B、BamHI;Xh、XhoI、N、NotI。
【図6】
発明にかかる、プラスミドpPNTIoxの構築を具体的に説明する図解である。
【図7】
発明にかかる、プラスミドpPS1−XH16の構築を具体的に説明する図解である。
【図8】
発明にかかる、プラスミドpPS1−XB1の構築を具体的に説明する図解である。
【図9】
発明にかかる、プラスミドpPS1−X15およびpPS1−X2の構築を具体的に説明する図解である。
【図10】
発明にかかる、プラスミドpPS1−X319の構築を具体的に説明する図解である。
【図11】
発明にかかる、プラスミドpPS1−X15およびpPS1−X2からの相同な5’アームの制限マッピングを具体的に説明する図解である。
【図12】
発明にかかる、PS1の相同な3’および5’アームについての一対の制限地図である。
【図13】
発明にかかる、本発明のP264L突然変異およびAflII制限エンドヌクレアーゼ部位の付加を遂げるための塩基変化を具体的に説明するPS−1のエキソン8の部分的配列である。
【図14】
発明にかかる、プラスミドpPS1−XB85の構築を具体的に説明する図解である。
【図15】
発明にかかる、プラスミドpPS1−206の構築を具体的に説明する図解である。
【図16】
発明にかかる、プラスミドpPS1−360の構築を具体的に説明する図解である。
【図17】
発明にかかる、プラスミドpPNT3’413の構築を具体的に説明する図解である。
【図18】
発明にかかる、プラスミドpPS1−8−TVの構築を具体的に説明する図解である。
【図19】
発明にかかる、マウスPS1内の相同的組換えを検出するための戦略を具体的に説明する図解である。制限エンドヌクレアーゼの文字略語は以下のとおりである:E、EcoRI;X、XbaI;N、NotI;H、HindIII;B、BamHI;A、ApaI;Af、AflII;Sc、ScaI;K、KpnI;およびHc、HincII。[0001]
(Relationship with related applications)
This application is a continuation-in-part application and is described in U.S. Pat. No. 6,057,069, filed Aug. 29, 1997. S. C. See U.S. Patent Application Serial No. 09 / 041,185, filed March 10, 1998, claiming priority under section 35 § 119 (e). S. C. Claims of priority under Article 35 §120, each of which is incorporated herein by reference in its entirety.
[0002]
(Field of the Invention)
The present invention relates to a gene-targeted non-human mammal comprising a human mutation in the presenilin 1 (PS-1) FAD gene of a non-human mammal, a compound for treating Alzheimer's disease. The present invention relates to an identification method and a method for treating Alzheimer's disease.
[0003]
(Background of the Invention)
Alzheimer's disease (AD) is an age-dependent neurodegenerative disorder that leads to significant behavioral changes and dementia. Prominent pathologies include atrophy of brain gray matter as a result of considerable loss of neurons and synapses, and protein deposition in the form of both intraneuronal neurofibrillary tangles and extracellular amyloid plaques in the brain parenchyma I do. In addition, affected areas of the brain in AD exhibit reactive gliosis, which appears to be a response to brain injury. The surviving neurons from the population susceptible to AD include the cytoskeleton (Wang et al., Nature Med., 1996, 2, 871-875), the Golgi complex (Salehi et al., J. Neuropath. Exp. Neurol., 1995, 54, 704-709) and alterations in the endosomal-lysosomal system (Cataldo et al., Neuron, 1995, 14, 671-680) show signs that the metabolism is at risk.
[0004]
Approximately 10 to 30% of AD cases are inherited in an autosomal dominant manner and are termed "familial Alzheimer's disease" or "FAD." Genetic linkage studies have shown that FAD is heterogeneous and the majority of cases are associated with genetic mutations on chromosomes 1, 14, 19 or 21 (Siman and Scott, Curr. Opin. Biotech., 1996, 7, 601-607). Importantly, these individuals develop the classic symptomatic and pathological features of the disease, confirming that the mutation is associated with the development of the disease rather than the associated syndrome It has been shown. The locus on chromosome 14 is associated with a significant portion of FAD, and the mutation at that locus is named "S182" or "Presenilin 1" (PS-1), which encodes a 467 amino acid protein. (Sharrington et al., Nature, 1995, 375, 754-760; Clark et al., Nature Genet., 1995, 11, 219-222). The closely related gene "STM2" or "Presenilin 2" (PS-2), located on chromosome 1, is a member of two additional FAD families that include German family offspring from the Volga basin in Russia. (Levy-Lahad et al., Science, 1995, 269, 973-977; Rogaev et al., Nature, 1995, 376, 775-778). PS-1 and PS-2 share a total of 67% amino acid sequence homology, and primary structural analysis indicates that they are integral membrane proteins with 6 to 8 transmembrane domains ( Slunt et al., Amyloid-Int. J. Exp. Clin. Invest., 1995, 2, 188-190; Doan et al., Neuron, 1996, 17, 1023-1030). Much of the information regarding the function of presenilin is termed "SEL-12" (a 6-8 transmembrane protein that appears to participate in the intracellular signaling pathway mediated by the lin-12 / glp-1 / Notch family). C. Arising from the identification of presenilin homologs in C. elegans (Levitan and Greenwald, Nature, 1995, 377, 351-354). The PS-1 and SEL-12 proteins share 49% sequence homology and have similar membrane orientation. Importantly, both human PS-1 and PS-2 are C. Mutants in C. elegans can rescue the sel-12 phenotype, indicating a role for presenilin in Notch signaling (Levitan et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1996). , 93, 14940-14944).
[0005]
FAD associated with presenilin is highly penetrating, and the aggressive nature of the disease suggests that the mutant protein is involved in the pathogenesis of AD pathology. To date, more than 70 FAD mutations have been identified in PS-1, and three FAD mutations have been found in PS-2. Most of the FAD mutations are in conserved positions between the two presenilin proteins, suggesting that they affect functionally or structurally important amino acid residues. Interestingly, many of the mutated amino acids are also conserved in SEL-12. All but two of the presenilin mutations are missense mutations. One exception results in aberrant RNA splicing events that eliminate exon 9 and create an internally deleted mutant protein (Perez-Tur et al., NeuroReport, 1995, 7, 297-301; Sato et al. Hum. Mutat. Suppl., 1998, 1, S91-94; and Prihar et al., Nature Med., 1999, 5, 1090). Others result in two deletion transcripts (Δ4 and Δ4cryptic) and one full-length transcript with the amino acid Thr inserted between 113 and 114 (DeJonghe et al., Hum. Molec. Genet). , 1999, 8, 1529-1540). The latter transcript leads to the pathophysiology of AD. These latter points indicate that, together with the genetic dominance of the disease, the etiology of the disease in the presenilin family has novel and detrimental functions rather than simple loss or reduction of normal presenilin levels. Requires the production of a presenilin protein. The mutation, however, appears to disrupt normal presenilin function because the mutant presenilin is not able to rescue or completely rescue the sel-12 phenotype (Levitan et al., Proc. Natl. Acad. USA, 1996, 93, 14940-14944).
[0006]
Presenilin expression profiles have been examined at an approximate level, but to date, however, these analyzes have yielded little information about the mechanisms of disease pathogenesis. Both presenilin 1 and 2 are widely expressed in the CNS and peripheral tissues. In the brain, expression is enhanced by neurons, but is evident in both areas susceptible and resistant to AD. Cell localization studies indicate that the protein accumulates primarily in the Golgi complex and the endoplasmic reticulum, but no significant changes in expression levels or subcellular distribution have been attributed to FAD mutations. (Kovacs et al., Nature Med., 1996, 2, 224-229).
[0007]
Presenilin proteins are proteolytically processed by two intracellular pathways. Under normal conditions, accumulation of a 30 kD N-terminal and a 20 kD C-terminal proteolytic fragment occurs in the absence of the full length protein. This processing pathway appears to be highly regulated and relatively slow, explaining the turnover of only a small portion of the full-length protein. The remaining portion appears to be rapidly degraded by the proteasome in the alternative pathway (Thinkaran et al., Neuron, 1996, 17, 181-190; Kim et al., J. Biol. Chem., 1997, 272, 1106-111010). ). The proteolytic metabolism of PS-1 variants associated with FAD appears to be different, but the relevance of the change to etiology is unknown (Lee et al., Nature Med., 1997, 3, 756). -760).
[0008]
One pathological role of the mutant presenilin in FAD is its effect on the processing of amyloid precursor protein (APP) and the production of Aβ peptide, a major protein component of extracellular neuritic plaques in the brain of AD. It seems to be related to. Elevated serum concentrations of the longer form of Aβ (Aβ42), which is considered a more pathogenic species of Aβ peptide, have been measured in patients carrying the PS-1 and PS-2 mutations (Scheuner et al.). , Nature Med., 1996, 2, 864-870). In addition, FAD brains with PS-1 mutations have abundant Aβ deposits (Lemere et al., Nature Med., 1996, 2, 1146-1150; Mann et al., Ann. Neurol., 1996, 40, 149). Gomez-Isla et al., Ann. Neurol., 1997, 41, 809-813). Elevated levels of Aβ 1-42 were also found in cells transfected with mutant PS-1 or PS-2, and in mice expressing mutant PS-1 (Borchelt et al. Neuron, 1996, 17, 1005-1003; Duff et al., Nature, 1996, 383, 710-713; Citron et al., Nature Med., 1997, 3, 67-72; Murayayama et al., Prog. Neuro-Psychopharmacol. Biol. Biol. Murayama et al., Neurosci. Lett., 1999, 265, 61-63; Nakano et al., Eur. J. Neurosci., 1999, 11, 2577-2581). The mechanism by which the mutant presenilin affects the processing of APP is not known, but these results support a role responsible for increased Aβ42 production in the development of FAD. Importantly, the processes by which mutant presenilin contribute to other AD pathologies, such as putative intracellular signaling and cell death pathways that are directly or indirectly involved in neuronal dysfunction and degeneration Can be affected as well.
[0009]
Genetically engineered animals have been used extensively to examine the function of certain gene products in vivo and their role in the development of disease phenotypes. Mouse genetic engineering involves at least two distinct approaches: (1) a transgenic approach in which exogenous genes are randomly inserted into the host genome; and (2) specific endogenous DNA sequences or genes. Can be achieved according to a gene targeting approach in which is partially or completely removed or replaced by homologous recombination. The transgene of a transgenic organism is generally composed of a DNA sequence encoding the protein sequence and a promoter that directs the expression of the protein coding sequence. Transgenic organisms express the transgene in addition to all normally expressed native genes. On the other hand, the target gene of the target transgenic animal can be obtained in two ways: (1) a functional form in which the modified version of the target gene is expressed, or (2) a target gene that is disrupted. It can be modified in one of the non-functional or "null" forms, resulting in loss or reduction of expression. If the target gene is a single copy gene and the animal is homozygous at the target locus, depending on the type of modification, the animal will either not express the target gene or will Either express a modified version of the target gene only in the presence.
[0010]
Transgenic mice expressing native and mutant forms of presenilin protein have been described (Borchelt et al., Neuron, 1996, 17, 1005-1003; Duff et al., Nature, 1996, 383, 710-713; Borchelt). Et al., Neuron, 1997, 19, 939-945; Citron et al., Nature Med., 1997, 3, 67-72; Chui et al., Nature Med., 1999, 5, 560-564; and Nakano et al., Eur. Neurosci., 1999, 11, 2577-2581). Although mice carrying the mutation in PS-1 had elevated levels of Aβ 1-42, they did not form Aβ deposits characteristic of AD or were associated with AD Shows no behavioral defects. Neuronal loss has been described by one group (Chui et al., Nature Med., 1999, 5, 560-564). When transgenic mice carrying the PS-1 mutation were crossed with transgenic mice carrying the Swedish APP mutation, there was a marked enhancement of the formation of Aβ deposits (Borchelt et al., Neuron, 1997, 19). Holcomb et al., Nature Med., 1998, 4, 97-100; Lamb et al., Nature Neurosci., 1999, 2, 695- 697). Targeted recombinant PS-1 null mice lacking one or both functional alleles of the PS-1 gene have also been described (Wong et al., Nature, 1997, 387, 288-292 and Shen et al., Cell, 1997; 89, 629-639). Mice in which both PS-1 alleles have been disrupted resulting in complete loss of PS-1 expression are not viable and die shortly after birth. Abnormal phenotype or altered processing of APP has not been reported in mice lacking only one of the two PS-1 alleles, but inhibition of APP processing is found in neurons from PS-1 null mice (DeStrooper et al., Nature, 1998, 391, 387-390).
[0011]
In this application, a gene targeting approach to generating AD models (Reaume et al., J. Biol. Chem., 1996, 271, 23380-23388, which is hereby incorporated by reference in its entirety) is described. . One model uses the Swedish FAD mutation in the APP gene and the "humanized" mouse Aβ sequence (US Pat. No. 5,777,194, which is hereby incorporated by reference in its entirety). )). This mouse (APPNLh / NLh) Produced normal levels of APP and overproduced human Aβ1-40 and Aβ1-42, but did not deposit Aβ (Reaume et al., J. Biol. Chem., 1996, 271, 23380-23388). ). A human PS-1 mutation, particularly the P264L mutation, was introduced into the mouse PS-1 gene. The P264L mutation is a non-conservative amino acid substitution in a cluster of mutations in exon 8, causing the onset of FAD in the mid-40s to mid-50s (Campion et al., Hum. Molec. Genet., 1995). Wasco et al., Nature Med., 1995, 1, 848). Mating is APPNLh / NLh× PS-1P264L / P264LDual target transgenic mice were generated. These mice had elevated levels of Aβ 1-42 sufficient to cause Aβ deposition. PS-1P264LMice carrying the mutation were also crossed with Tg2576 mice that overexpress the Swedish APP695 (Hsiao et al., Science, 1996, 274, 99-102; available from Mayo Clinic, Rochester, MN). One distinct advantage of the present invention is that the stringency of the protein expression pattern is maintained for heterozygous and homozygous target transgenic mice. Because the expression is under an endogenous promoter. Furthermore, the expression level of the whole protein (holoprotein) cannot be changed.
[0012]
(Summary of the Invention)
The present invention provides a target recombinant comprising a gene encoding a mutated FAD presenilin-1 (PS-1) gene, a human FAD Swedish mutation, and a mutant protein product of a humanized Aβ mutation. It relates to non-human mammals, as well as their generational progeny. The present invention also provides a target transgenic non-human mammal comprising a mutated FAD presenilin-1 (PS-1) gene and a gene encoding a mutant protein product of the human Swedish APP695 mutation, and It also relates to its reproductive offspring. Preferably, the PS-1 gene has been mutated to contain a human P264L mutation (Wasco et al., Nature Medicine, 1995, 1,848). In particular, the present invention relates to mice wherein a portion of the mouse presenilin 1 gene encoding the presenilin 1 protein has been replaced with a DNA sequence resulting in a mouse presenilin 1 gene containing a human mutation, most preferably a P264L mutation. More specifically, the nucleotide sequence of codon 264 of the mouse presenilin 1 gene is changed from CCG to CTT (which is a nucleotide sequence found to constitute a human P264L mutation). The mutated gene codon encodes leucine instead of proline at amino acid number 264 of presenilin 1. In addition, and even more specifically, one nucleotide base in codon 265 of the mouse presenilin 1 gene is changed from adenosine to guanosine, but this change does not result in an amino acid change in the expressed protein. However, the combined sequence of codons 264 and 265 creates a restriction enzyme site for the restriction enzyme AflII after incorporation of the most favorable changes described above.
[0013]
Thus, in one embodiment, the present invention relates to a mouse presenilin 1 protein comprising a human mutation, most preferably a P264L mutation, in place of the mutated FAD gene, preferably the sequence encoding the native presenilin 1 protein. It features non-human mammals and reproductive offspring homozygous for the target mutant PS-1 gene comprising the coding sequence. In another aspect, the invention provides a mouse presenilin 1 protein that contains a human mutation, most preferably a P264L mutation, in place of the mutated mouse FAD gene, preferably a sequence encoding the native presenilin 1 protein. Non-human mammals and reproductive offspring heterozygous for the target PS-1 gene comprising the following sequence:
[0014]
The invention also relates to a mammal heterozygous or homozygous for the mutation of the PS-1 gene and the human Swedish APP695 or progeny progeny thereof, or a mutation of the PS-1 gene, human FAD Swedish Administering the compound to a mammal heterozygous or homozygous for the mutation and the humanized Aβ mutation and its reproductive offspring, and determining the amount of Aβ42 peptide in a tissue sample from the mammal. A method of identifying a compound for treating Alzheimer's disease, comprising:
[0015]
The present invention is also directed to a method of treating an Alzheimer's disease comprising administering to an individual suspected of having Alzheimer's disease an effective Alzheimer's disease therapeutic amount of a compound identified by the above-described method. Can be
[0016]
The present invention is also directed to compounds identified by any of the methods described above.
[0017]
(Detailed description)
The present invention relates to a target transgenic non-human mammal comprising a presenilin 1 gene comprising a human mutation, most preferably a human P264L mutation, in the endogenous (ie, native) genome of the non-human mammal. (And reproductive offspring of such mammals). Non-human mammals can also include a human FAD Swedish mutation and a humanized Aβ mutation. The non-human mammal can also contain a human Swedish APP695 mutation in addition to the human PS-1 mutation. Most preferably, the target transgenic non-human mammal produces a mutated presenilin 1 protein in place of the presenilin 1 protein normally produced by the non-human mammal. Target transgenic non-human mammals homozygous for the presenilin 1 gene containing a human mutation, such as the human P264L mutation, exclusively produce a mutated presenilin 1 protein. Target transgenic non-human mammals heterozygous for the presenilin 1 gene containing a human mutation, such as the human P264L mutation, produce both the mutated presenilin 1 protein and the native presenilin 1 protein. Preferably, the target transgenic non-human mammal of the invention is a rodent, and more specifically, a mouse.
[0018]
Importantly, since the non-human mammals of the present invention are produced by gene targeting as opposed to transgenic technology, the mammals will be able to replace the mutated presenilin 1 protein with the normal endogenous presenilin 1 protein. Produced exclusively by the expression mechanism of Advantageously, and also, unlike expression from a transgenic approach, the presenilin 1 protein is expressed from a gene with a normal copy number and under the control of the endogenous presenilin 1 gene expression control machinery. As a result, the presenilin 1 protein in the non-human animal of the invention has the same timing of development, the same tissue specificity and the same synthesis normally associated with the native presenilin 1 protein in the wild-type non-human mammal. Produced with speed.
[0019]
The target transgenic non-human mammal of the invention is used as a tool or model to elucidate the role of PS-1 comprising a human mutation, preferably a human P264L mutation, in AD pathology and symptomology. You may. They may be used to elucidate the manner in which human mutations, preferably the P264L mutation, increase the production of amyloid protein Aβ42. The term "increase" as used herein, when used in the foregoing context, increases the level of Aβ42 produced by a non-human mammal disclosed herein relative to a wild-type control. Means to be done.
[0020]
The non-human mammals and reproductive offspring of the present invention can also be used as assay systems to screen for inhibitors in vivo, and in excess in brain tissue, other tissues and body fluids such as blood, plasma and cerebrospinal fluid. The method may be used to discover and test the potency and suitability of putative compounds for their ability to inhibit the formation, presence and deposition of Aβ peptides in quantity, comprising: (a) native PS-1 A target mutation comprising a human mutation, preferably a human P264L mutation, comprising a sequence encoding a mouse PS-1 peptide containing a human mutation, preferably a P264L mutation, in place of the sequence encoding the peptide. Administering the compound to a non-human mammal homozygous or heterozygous for the mutant PS-1 gene And (b) measuring the amount of Aβ peptide in brain tissue, other tissues and body fluids (or any combination thereof) of the non-human mammal at an appropriate time interval after administration of the compound. Comprising steps.
[0021]
The following terms and phrases as used in this disclosure have the indicated definitions below.
[0022]
As used herein, “Aβ peptide” means either Aβ40 or Aβ42 or a fragment thereof.
[0023]
As used herein, "arm of homology" refers to a site-specific integration of a portion of a targeting vector into a target gene by homologous recombination: (1) homologous recombination. Have sufficient length and homology to provide; (2) one or more mutations to be introduced into the target gene are located therein or therebetween; and (3) positive A nucleotide DNA sequence adjacent to a selectable marker is meant.
[0024]
As used herein, "homologous recombination" refers to the rearrangement of DNA segments at sequence-specific sites or sites within or between DNA molecules by a base-pairing mechanism.
[0025]
As used herein, "a human mutation in the non-human mammalian presenilin 1 (PS-1) FAD gene" refers to the presence of the human PS-1 gene at the corresponding position of nucleotide (s). Any mutation of the PS-1 gene in a non-human mammal that results in the non-human mammal having the corresponding nucleotide (s) is meant. Human mutations in the non-human mammal presenilin 1 (PS-1) FAD gene include, but are not limited to, A79V, V82L, V96F, Y115C, E120D, E120K, M139I, M139T, M139V, I143F, I143T, M146I, M146L (A → T), H163Y, G209V, A231T, A231V, M233T, L235P, L250S, A260V, L262F, C263R, P264L, P267S, R269H, R278E, G280A, E280A , G384A and L392V (each of which is Cruts et al., Human Mutat., 1998, 11, 183-190 (incorporated herein by reference in its entirety). M146L (A → C) (Cruts et al., Human Mutat., 1998, 11, 183-190, Duff et al., Nature, 1996, 383, 710-713, Citron et al., Nature Med., 1997, 3, 67-72, Lee et al., Nature Med., 1997, 3, 756-760 and Lamb et al., Nature Neurosci., 1999, 2, 695- 697, each of which is incorporated herein by reference in its entirety. M146V (Cruts et al., Human Mutat., 1998, 11, 183-190, Duff et al., Nature, 1996, 383, 710-713 and Guo et al., Nature Med., 1999, 5). , H163R (Cruts et al., Human Mutat., 1998, 11, 183-190, Lamb et al., Nature Neurosci., 101-106, each of which is incorporated herein by reference in its entirety). I213T (Cruts et al., 1999, 2, 695- 697 and Chui et al., Nature Med., 1999, 5, 560-564, each of which is incorporated herein by reference in its entirety); Human Mutat., 1998, 11, 183-190 and Nakano et al., Eur. J. Neurosci., 1999, 11, 2577-2581, each of which is hereby incorporated by reference in its entirety. Shown as); L286V (Cruts et al, Human Mutat. , 1998, 11, 183-190, Citron et al., Nature Med. , 1997, 3, 67-72 and Chui et al., Nature Med. A264E (Cruts et al., Human Mutat., 1998, 11, 183-190, Lee et al.), 1999, 5, 560-564, each of which is incorporated herein by reference in its entirety. Y115H (Nature Med., 1997, 3, 756-760 and Qian et al., Neuron, 1998, 20, 611-617, each of which is incorporated herein by reference in its entirety); Citron et al., Nature Med., 1997, 3, 67-72, which is hereby incorporated by reference in its entirety; T116N (Romero et al., Neuroport., 1999, 10, 2255-2260 ( Exactly the same P117L and L171P (both of which are St. George Hyslop, Biol. Psychiatr., 2000, 47, 183-199, which are incorporated by reference in their entirety). E123L (disclosed in Yasuda et al., Arch. Neurol., 1999, 56, 65-69, which is hereby incorporated by reference in its entirety); N135D, C410Y, A426P and P436S, each of which is disclosed in Hardy et al., Trends Neurosci., 1997, 20, 154-159, which is hereby incorporated by reference in its entirety; Anchin et al., J. Med. Genet., 1998, 35, 672-673 (incorporated herein by reference in its entirety); T147I, W165C, L173W, and S390I, each of which is Campion et al. L166R (Ezquera et al., Arch. Neurol., 2000, 57, Am. J. Human Genet., 1999, 65, 664-670, which is incorporated herein by reference in its entirety); S169L and P436Q, each of which is described in Taddei et al., Neuroport., 1998, 9, 3335-3339 (in its entirety, incorporated herein by reference in its entirety). S169P (Ezquera et al., Neurol.), Incorporated herein by reference in its entirety). E184D (Yasuda et al., Neurosci. Lett., 1997, 232, 29-32 (incorporated by reference in its entirety); E184D (Yasuda et al., Neurosci. Lett., 1997, 232, 29-32). G209R (disclosed in Sugiyama et al., Online Human Mutat., 1999, 14, 90, which is hereby incorporated by reference in its entirety); L219P (Smith et al., Neuroport., 1999, 10, 503-507, which is hereby incorporated by reference in its entirety); M233L and A409T (both of which are Aldudo et al., Human Mut). t., 1999, 14, 433-439 (incorporated herein by reference in its entirety); E273A (Kamimura et al., J. Neurol. Sci., 1998, 160, 76-81 ( L282R (Aldudo et al., Neurosci. Lett., 1998, 240, 174-176, which is hereby incorporated by reference in its entirety); G378A (disclosed in Besancon et al., Human Mutat., 1998, 11, 481, which is hereby incorporated by reference in its entirety); N405S (Yasuda et al., J. Neurol. Neurosurg). .P A409T (Sugiyayama et al., Online Human Mutat., 1999, 14, 90 (cited in its entirety); Sychiatr., 2000, 68, 220-223, which is hereby incorporated by reference in its entirety); L424R (disclosed in Kowalska et al., Folia Neuropath., 1999, 37, 57-61, which is hereby incorporated by reference in its entirety). Δexon 9 splice acceptor site deletion mutation (G → T with S290C) (Hardy et al., Trends Neurosci., 1997, 20, 154-159 and Lee et al., Nature Med. , 1997, 3, 756-760, each of which is incorporated herein by reference in its entirety); a exon 9 splice acceptor site deletion mutation (G → A with S290C). (Sato et al., Human Mutat. Supp., 1998, 1, S91-94, which is hereby incorporated by reference in its entirety); a 4,555 base pair deletion of Exon 9 Finn (Prihar Et al., Nature Med., 1999, 5, 1090, which is hereby incorporated by reference in its entirety); a G deletion of the intron 4 splice donor consensus sequence (DeJonghe et al., Human Molec. Genet). , 1999, 8, 1529-1. 40 (disclosed in its entirety herein by reference)); and a C → T mutation at position −48 in the 5 ′ promoter, a C → G at position −280 in the 5 ′ promoter. Mutations, and the A → G mutation at position −2818 in the 5 ′ promoter (each of which are described in Theuns et al., Human Molec. Genet., 2000, 9, 325-331 (incorporated herein by reference in its entirety). ) Is disclosed. Although the present application particularly exemplifies the P264L mutation, all aspects of the invention can be applied to each and every human mutation cited above.
[0026]
As used herein, a "human P264L mutation" is defined as follows, wherein the nucleotide sequence of codon 264 of the presenilin 1 gene is from the group consisting of CCG: CTT; CTC; CTA; CTG; TTA; TTG. Means to be changed to the selected sequence; and most preferably to be changed from CCG to CTT. In addition, the nucleotide sequence of codon 265 of the presenilin 1 gene is optionally, but preferably, changed from AAA to AAG. The above-described most preferred changes in base sequence in codon 264 constitute the human P264L mutation. Any but preferred changes in the base sequence of codon 265 will add an AflII cleavage site to the gene.
[0027]
As used herein, a "target gene" or "targeted gene" refers to a gene in a cell whose gene is to be modified by homologous recombination using a targeting vector. means.
[0028]
As used herein, a "target transgenic non-human mammal" refers to a non-human mammal comprising one or more target genes via a gene targeting approach as opposed to transgenic. means.
[0029]
As used herein, "progeny by reproduction" with respect to a "target transgenic non-human mammal" encompasses a target transgenic operation whose genome is identical to the parent (s) of the progeny. Means an animal. For example, and without limitation, if a mammal whose genome has been manipulated by gene targeting techniques to encompass human mutations is subsequently used for reproductive purposes, the first mammal (one or more) )), All subsequent generations of origin are referred to as "reproductive offspring" as long as the genome (s) of such subsequent reproductive offspring comprises the target transgenic manipulation as in the original mammal. Considered by design; this definition does not preclude other genomic manipulations that may also be present in such reproductive offspring, and this definition suggests that such reproductive offspring may merely be between male and female mammals. It does not need to be produced only by hybridization techniques.
[0030]
As used herein, a "transgenic non-human mammal" refers to a gene in which a foreign ("transgene") gene sequence has been randomly inserted into the genome of a non-human mammal and is therefore (inserted). A transgene is a non-human mammal that is expressed in addition to all normally expressed native genes (unless the transgene disrupts the gene and thus prevents its expression).
[0031]
As used herein, a "targeting vector" or "replacement vector" refers to a homologous arm, a nucleotide sequence to be incorporated into a target gene (located within or between homologous arms) and one or more. Or a DNA molecule that includes more than one selectable marker.
[0032]
As used herein, a "wild type control animal" is a species of a target transgenic non-human mammal disclosed herein that is otherwise comparable (eg, similar Age) means a non-target transgenic non-human mammal. Wild type control animals can be used as a basis for comparison in assessing results associated with a particular genotype.
[0033]
Other features and advantages of the invention will be apparent from the following description of the preferred embodiments, and from the claims.
[0034]
The first step in preparing the target transgenic non-human mammal of the present invention is to prepare a DNA targeting vector. The targeting vector is designed to replace a portion of the endogenous presenilin 1 gene sequence of a non-human mammal via homologous recombination so as to introduce a human mutation, preferably a P264L human mutation. The targeting vector is used to transfect non-human mammalian cells, such as pluripotent mouse embryo-derived stem ("ES") cells. In this cell, homologous recombination occurs between the targeting vector and the target gene (ie, a gene targeting event). The mutant cells are then used to generate an intact non-human mammal (eg, by aggregation of mouse ES cells into a mouse embryo) to produce a germline chimera. The germline chimera is used to generate offspring heterozygous for the mutated target gene. Finally, inbreeding of heterozygous offspring results in a non-human mammal (eg, a mouse) homozygous for the mutated target gene.
[0035]
Targeting vectors for the practice of the present invention can be constructed using materials, information and methods known in the art. A general description of the targeting vector used in the present invention follows.
[0036]
The targeting or replacement vector for use in the present invention has two essential functions: (1) specifically (and stably) integrating with the endogenous presenilin 1 target gene; Replacing part of the exon of the presenilin 1 gene, thereby introducing a human mutation and a mutation that introduces a new cleavage site in the gene. In one preferred embodiment, a portion of exon 8 is replaced to introduce a P264L mutation. Their two essential functions depend on two basic structural features of the targeting vector.
[0037]
The first basic structural feature of the targeting vector is a pair of regions known as "homologous arms," which are homologous to selected regions of the endogenous presenilin 1 gene or regions adjacent to the presenilin 1 gene. is there. This homology allows at least a portion of the targeting vector to integrate into the chromosome and replace some (or all) of the presenilin 1 target gene by homologous recombination.
[0038]
Generally, homologous recombination is the rearrangement of DNA segments at sequence-specific sites or sites within or between DNA molecules by a mechanism of base pairing. The present invention relates to one particular form of homologous recombination, sometimes known as "gene targeting".
[0039]
The second basic structural feature of the targeting vector consists of the actual base change (mutation (s)) to be introduced into the target gene. In the present invention, for example, a base change in codon 264 of exon 8 resulted in an amino acid change from proline to leucine at amino acid 264 when the mutated gene was expressed to create a protein. Other base changes can be made as desired to introduce any of the human mutations listed above into the mammalian genome. The mutation (s) to be introduced into the presenilin 1 target gene is located in the "homologous arm".
[0040]
Gene targeting that affects the structure of certain genes already in the cell can be achieved by other forms of stable transformation (integration of exogenous DNA for expression in transformed cells is not site-specific). , And thus do not predictably affect the structure of any particular gene already in the transformed cells). Furthermore, using the types of targeting vectors preferred in the practice of the present invention (eg, those disclosed below), the exchange of genomic DNA (between the “homologous arm” and the target gene) occurs, and the entire vector Chromosome insertion is advantageously avoided.
[0041]
An example of this patent disclosure is the mouse presenilin 1 protein, as it encodes a mouse preserinin 1 protein containing either the human P264L mutation or the other human mutations cited above and an additional cleavage site. 1 shows the construction (and use) of a presenilin 1 gene targeting vector for mutating sequences encoding 1 protein. One skilled in the art will recognize that the principle of homologous recombination can be used to design a number of other targeting vectors to introduce the same mutation. Target transgenic non-human mammals generated using these other targeting vectors are within the scope of the invention. A discussion of targeting vector considerations follows.
[0042]
The length of the homologous arms adjacent to the replacement sequence can vary considerably without significant effect on the practice of the present invention. The homologous arm is of sufficient length for efficient heteroduplex formation between one strand of the targeting vector and one strand of the chromosome of the transfected cell at the locus of the presenilin 1 target gene. Must be something. Increasing the length of the homologous arm promotes heteroduplex formation and thus targeting efficiency. However, it will be appreciated that the increasing targeting efficiency produced by additional homologous base pairs will eventually decrease and be offset by practical difficulties in target vector construction (since homologous arms can exceed thousands of base pairs). Will. The preferred length of each homologous arm is 50 to 10,000 base pairs.
[0043]
There is considerable latitude in selecting which region of the presenilin 1 target gene (ie, the chromosomal region adjacent to the presenilin 1 target gene) is represented in the homologous arm of the targeting vector. The basic constraint is that the base pair to be changed in the presenilin 1 target gene must be within the sequence constituting the homologous arm. Homologous arms may be within the presenilin 1 target gene, but they need not be, and they may be adjacent to the presenilin 1 target gene.
[0044]
Preferably, the targeting vector can include a positive selectable marker between the homologous arms. The positive selectable marker should be located within the intron of the target gene so that it can be spliced from the mRNA and avoid expression of the target / marker fusion protein. More preferably, the targeting vector can include two selectable markers; a positive selectable marker located between the homologous arms and a negative selectable marker located outside the homologous arms. Negative selectable markers are a means of identifying and excluding clones in which the targeting vector has been integrated into the genome by random insertion instead of homologous recombination. Exemplary positive selectable markers are the neomycin phosphotransferase and hygromycin beta phosphotransferase genes. Exemplary negative selectable markers are the Herpes simplex thymidine kinase and diphtheria toxin genes.
[0045]
To eliminate potential interference with target protein expression, a positive selectable marker can be flanked by short loxP recombination sites isolated from bacteriophage P1 DNA. Recombination between the two loxP sites at the locus of the target gene can be induced by introducing an ore recombinase into the cells. This results in the elimination of a positive selectable marker, leaving only one of the two short loxP sites. (See US Pat. No. 4,959,317, which is hereby incorporated by reference in its entirety). Deletion of the positive selectable marker from intron 8 of the mutated presenilin 1 gene can thus be effected.
[0046]
FIG. 1 illustrates the general principle of gene targeting for introducing mutations into the mammalian genome using homologous recombination (Capecchi, MR, Trends Genet., 1989, 5, 70-76; reviewed in Koller and Smithies, Ann. Rec. Immunol., 1992, 10, 705-730). The length of the genomic DNA is first drawn by organizing it into regions (numbered 0-5 in FIG. 1a). In FIG. 1, several base pair changes (from 1 to 10) are to be incorporated into the cellular DNA around region 3. Utilizes homologous recombination using a gene targeting vector. The type of gene targeting vector used to incorporate these changes is termed a replacement vector.
[0047]
As defined above, a "replacement vector" herein includes one or more selectable marker sequences and two contiguous sequences of genomic DNA of an ES cell that flank the selectable marker. Refers to the vector These adjacent sequences are termed "homologous arms". In FIG. 1b, homologous arms are represented by regions 1-2 and 3-4. The use of DNA from ES cells (isogenic DNA) helps ensure high efficiency recombination with the target sequence (te Riele et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, 89). , 5128-5132). The homologous arms are located on either side of the DNA sequence encoding the resistance to drugs toxic to ES cells (positive selectable marker) in the vector. The gene encoding sensitivity to another non-toxic drug (negative selectable marker) is located outside the region of homology. In the replacement vector used in the present invention, the positive selection marker is neor(Gene encoding resistance to the neomycin analog G418), and the negative selectable marker is the herpes simplex virus thymidine kinase gene (HSV-tk), which encodes sensitivity to ganciclovir. If this replacement vector is introduced into the ES cells via transfection and the DNA undergoes homologous recombination with the DNA of the ES cells, a positive selectable marker in this example is between region 2 and 3 While being inserted into the genome (making the transformed cells resistant to G418), the negative selectable marker is eliminated (making the cells resistant to ganciclovir). Therefore, to enhance for homologous recombination, transfected ES cells wererGrow in a medium containing G418 to select for the presence of the gene and ganciclovir to select for the absence of the HSV-TK gene. Preferably, the positive selectable marker is isolated once the mammal has been bred to another mammal, for example, using cre / lox technology.
[0048]
If base pair changes (mutations) are introduced into one of the homologous arms, these changes can be integrated into the cell's gene as a result of homologous recombination. Whether a mutation is integrated into cellular DNA as a result of homologous recombination depends on where the crossover event occurs in the homologous arm carrying the change. For example, as depicted by scenario "A" in FIG. 1, crossovers in the arms occur proximal to the mutation, and thus they do not integrate into cellular DNA. In scenario "B", the crossovers occur distal to the location of the mutation and they are integrated into the cellular DNA. Since the location of crossover events is random, the frequency of homologous recombination events, including mutations, is increased when they are placed closer to a positive selectable marker.
[0049]
The above method allows one skilled in the art to achieve incorporation of a selectable marker at a preselected position in the gene of interest flanked by particular base pair changes. Possibly, those skilled in the art will preferably choose to have the selectable marker incorporated within an intron of the gene of interest so as not to interfere with endogenous gene expression, while retaining the desired selectivity in the protein product of interest. It appears that mutations are included in adjacent coding sequences to make the change (FIG. 1), (Askew et al., Mol. Cell. Biol., 1993, 13, 4115-4124, Fiering et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90, 8469-8473; Rubinstein et al., Nuc. Acid. Res., 1993, 21, 2613-2617, Gu et al., Cell, 1993, 73, 1155-1164 and Gu et al. Science, 1994, 265, 103-106)
[0050]
Accordingly, a target transgenic non-human mammal comprising a human PS-1 mutation is prepared in the manner described above. The mammal can be heterozygous (containing one copy of the human PS-1 mutation) or homozygous (containing two copies of the human PS-1 mutation). In one preferred embodiment, PS-1P264L / +(Heterozygous) or PS-1P264L / P264L(Homozygous) mice are prepared.
[0051]
A target transgenic non-human mammal comprising a human PS-1 mutation as described above is substituted for a mammal having a Swedish FAD mutation in the APP gene and a "humanized" Aβ sequence (eg, APP).NLh / NLhMouse) and APPNLh / NLh× PS-1P264L / P264L, APPNLh / +× PS-1P264L / P264L, APPNLh / +× PS-1P264L / +Or APPNLh / NLh× PS-1P264L / +Mammals can be produced. In addition, a target transgenic non-human mammal comprising a human PS-1 mutation as described above can be bred to a mammal having a Swedish APP695 mutation (eg, a Tg2576 mouse). However, prior to mating such mammals, neo / neo using cre / lox technologyrIt is preferable to remove a positive selection marker such as
[0052]
The present invention is also directed to a method for identifying a compound for treating Alzheimer's disease. The compound may be heterozygous or homozygous for a mutation in the PS-1 gene and also contain a human Swedish APP695 mutation or its reproductive offspring, or a mutation in the PS-1 gene, human FAD It is administered to mammals heterozygous or homozygous for the Swedish mutation and the humanized Aβ mutation and their reproductive offspring. Any compound to be tested can be administered in various amounts by any of a variety of routes, including but not limited to intravenous, oral, direct infusion into the brain, and the like. A tissue sample from a mammal, including but not limited to brain tissue, non-brain tissue and body fluids (eg, blood and plasma) is obtained, and the amount of Aβ peptide in the tissue sample is measured. A decrease in the amount of Aβ peptide in a tissue sample is indicative of a compound that can be used to treat Alzheimer's disease.
[0053]
The invention is also directed to a method of treating an individual suspected of having Alzheimer's disease. An individual suspected of having Alzheimer's disease is any human who has been examined by a physician and diagnosed as having Alzheimer's disease or symptoms thereof. A mammal heterozygous or homozygous for a mutation in the PS-1 gene and also containing a human Swedish APP695 mutation or a reproductive offspring, or a mutation in the PS-1 gene, a human FAD sudden mutation in Swedish Compounds identified by the methods described above for mammals that are heterozygous or homozygous for the mutation and the humanized Aβ mutation, as well as for their reproductive offspring, reduce the amount of Aβ peptide in the brain of the individual. Administered to the individual in an effective amount. An amount effective to reduce the amount of Aβ peptide is, as a starting amount, a mammal or a mammal thereof that is heterozygous or homozygous for the mutation of the PS-1 gene and that also contains the human Swedish APP695 mutation. Using a reproductive offspring or a mammal or a reproductive offspring that is heterozygous or homozygous for the mutation of the PS-1 gene, the human FAD Swedish mutation and the humanized Aβ mutation And, as is known to those skilled in the art, can be determined from methods of identifying such compounds, which increase with rate for use in humans. An effective Alzheimer's disease therapeutic amount is an amount of a compound that measurably reduces the physiological condition of Alzheimer's disease, or an amount that reduces the physical manifestation or signs of Alzheimer's disease. One skilled in the art can, for example, start with an amount of a compound that reduces the amount of Aβ peptide in the brain, as described above, and depending on the desired effect and the effect achieved in a particular individual, The amount can be increased or decreased depending on the rate.
[0054]
The present invention is also directed to compounds identified by the screening methods described above. The compound can be any identifiable chemical or molecule, including but not limited to small molecules, peptides, proteins, sugars, nucleotides or nucleic acids, and such compounds can be natural or synthetic. Can be.
[0055]
Examples are provided below to provide a more efficient understanding of the invention disclosed herein. It should be understood that these examples are for illustrative purposes only and should not be construed as limiting to the invention in any manner. Throughout these examples, molecular cloning reactions and other standard recombinant DNA techniques were performed using commercially available enzymes, as described in Maniatis et al., Molecular Cloning-A Laboratory Manual, unless otherwise indicated. , 2nd edition, Cold Spring Harbor Press (1989) (below, "Maniatis et al.").
[0056]
【Example】
Example 1: Cloning of mouse PS-1 exon 8 region
Mouse PS-1 genomic DNA was obtained from Lambda DASH from a bacteriophage library made from 129 / Sv mouse DNA partially digested with Sau3A.TM  II was cloned into the BamHI site (Reaume et al., Science, 1995, 267, 1831-1833, which is incorporated herein by reference in its entirety). Using standard molecular biology techniques (Maniatis et al.), Hybridization with a small radiolabeled PS-1 specific DNA probe yields approximately 1.2 × 106Individual recombinant bacteriophages were screened for the presence of the PS-1 sequence. The 477 base pair PS-1 probe was prepared using primers R892 (CTC ATC TTG GCT GTG ATT TCA; SEQ ID NO: 1) and R885 (GTT) which hybridize to the 3 ′ end of exon 7 and the 5 ′ end of exon 11, respectively. Generated by polymerase chain reaction (PCR) amplification of mouse genomic DNA using GTG TTC CAG TCT CCA; SEQ ID NO: 2) (Mullis et al., Methods Enzymol., 1987, 155, 335-350) (Figure). 2). The amplified fragment was separated from other reaction components by electrophoresis on a 1.0% agarose gel and purified using GeneClean ™ II (Bio 101, Inc., La Jolla, Calif.). Purified probe DNA was obtained by random primer method using materials and methods (Multiprime DNA Labeling System; Amersham Life Sciences, Arlington Heights, IL) supplied by the kit manufacturer.32Radiolabeled with P-dCTP.
[0057]
From this screen, 13 clones that hybridized to the PS-1 probe were identified. Clones were identified as follows: λPS1-4, λPS1-5, λPS1-6, λPS1-10, λPS1-11, λPS1-17, λPS1-19, λPS1-20, λPS1-22, λPS1-24. λPS1-28, λPS1-31, and λPS1-35. These clones were purified by limiting dilution and plaque hybridization with PS-1 probe (Maniatis et al.).
[0058]
From each clone, DNA was prepared from bacteriophage particles purified on a CsCl gradient (Maniatis et al.). Then, for each of the cloned inserts, FLASHTM  Restriction enzyme maps were generated using the Non-radioactive Gene Mapping Kit (Stratagene ™ Inc., La Jolla, CA). A typical restriction map generated by this method is illustrated in FIG. This method of restriction enzyme mapping involves first completely digesting 10 μg of bacteriophage DNA with the restriction enzyme NotI using standard restriction enzyme digestion conditions (Maniatis et al.). . NotI was cloned from all clones in the vector DNA to separate the T3 bacteriophage promoter attached to one end of the insert and the T7 bacteriophage promoter attached to the other end. Cut at both ends of the inserted insert. The NotI digested DNA is then partially digested with the enzyme EcoRI using a limited amount of enzyme (0.2 units / μg DNA) in an 84 μl reaction volume at 37 ° C., as an example. . After 3, 12, and 40 minutes, aliquots (26 μl) were removed and the digestion reaction was stopped by the addition of 1 μl 0.5 M EDTA. DNA from all three time points was separated on a 0.7% agarose gel, visualized by ethidium bromide staining, and then, by capillary transfer, a GeneScreen Plus ™ membrane (NEN ™ Research Products, Boston, Mass.). (Maniatis et al., Supra). This membrane was prepared using a reagent and method supplied by the kit manufacturer, using an alkaline phosphatase-labeled oligonucleotide (FLASH) specific for the T3 promoter.TM(Included in the kit). After hybridization, the membrane was washed, developed with a chemiluminescence producing substrate, and then exposed to X-ray film for about 60 minutes in the dark.
[0059]
The oligonucleotide probe effectively labels one end of the insert. By determining the position of the bands on the X-ray film and calculating the size of the DNA to which they corresponded, it was possible to determine the position of the EcoRI site relative to the T3 end of the insert (FIG. 3). These results could then be supplemented by stripping the probe from the membrane and rehybridizing a T7 specific oligonucleotide to determine the location of the EcoRI site relative to the T7 end of the insert. This process was repeated with the enzymes HindIII and XbaI. A synthetic map was constructed by comparing the restriction maps of the different clones that overlapped. From the first 13 clones isolated, six independent clones were identified (FIG. 2).
[0060]
Exon 8 was located on the restriction map by hybridizing an exon-specific probe to the complete digest of each of the six different lambda genomic clones. Initially, 3 μg of DNA from each of the 6 different clones was completely digested with the restriction enzymes EcoRI and XbaI. The digested DNA was resolved on a 0.8% agarose gel, visualized by ethidium bromide staining, and transferred to a GeneScreen Plus ™ membrane by capillary transfer. This membrane was then hybridized with a DNA probe that specifically hybridized to sequences from mouse PS1 exon 8. This probe comprises oligonucleotides FEX8 (ATT TAG TGG CTG TTT TGT G; SEQ ID NO: 3) and REX8 (AGG AGT AAA TGA GAG CTG GA; SEQ ID) which hybridize to the 5 'end and 3' end of exon 8, respectively. NO: 4). After hybridization, the membrane was washed and exposed to X-ray film (FIG. 4). This experiment revealed that all clones contained a 2.5 kb fragment that hybridized to the exon 8 probe. By combining this information with the restriction map data for each lambda clone, exon 8 was identified on the map (positions 11.5 to 14, on the summary map, FIG. 2).
[0061]
A similar procedure was used to identify the location of exon 7 on our synthetic map using exon 7 specific probes and utilizing the restriction enzymes XbaI and EcoRI. An exon 7-specific probe was prepared using PCR primer F892 (TGA AAT CAC AGC CAA GAT GAG; SEQ ID NO: 5) and PS1-1 (GCACTCC CTG ATC TGG AAT TTT G; SEQ ID NO: 6). Was. Exon 7 is localized to the 2 kb XbaI-EcoRI fragment of all clones except λPS1-22, which allows the determination that exon 7 is located between positions 7.0 and 9.0 on the summary map. (Fig. 2).
[0062]
Exon-specific probes were also used to obtain additional restriction map information using additional restriction enzymes. For example, λPS1-22 was digested with NotI and BamHI, separated on an agarose gel, transferred to a Genescreen Plus ™ membrane, and probed with an exon 8 specific probe, which identified a 700 bp fragment. This information, when combined with information from other bacteriophage clones, allowed placement of BamHI at position 11.7 on the synthetic map (FIG. 2). This process was repeated for the restriction enzyme XhoI.
[0063]
Also, cloning of additional regions of the mouse PS-1 gene to prepare additional vectors containing other human mutations can be accomplished as desired.
Example 2: Construction of replacement vector
A 4.7 kb Xbal-BamHI fragment (including two internal Xbal fragments) located at positions 7.0 to 11.7 on the summary map (Figure 2) was selected as the 5 'arm containing the required mutation. For the 3 'arm, a 4.1 kb BamHI-EcoRI fragment (including an internal EcoRI site) located at positions 11.7 to 15.8 on the summary map (FIG. 2) was selected. These fragments were first isolated and generated with pBlueScript ™ SK + (Stratagene Cloning Systems, LaJolla, LA) to generate a replacement vector (pPS1-8-TV, FIG. 5) having the same general structure as described above. CA) and then neorGene, HSV-TK gene and pPNTIox containing linker sequence2It was further subcloned into a plasmid (described below).
[0064]
(A) Intermediate plasmid pPNTlox2Production of
pPS1-8-TV was initially neorInsert two oligonucleotide linkers on each side of the cassette and insert pPNTIox2It was made from pPNT (Tyblewicz et al., Cell, 1991, 65, 1153-1163; obtained from MIT Dr. Richard Mulligan) by making an intermediate called (FIG. 6). The double-stranded 79 base pair 5 'linker allows the two single-stranded oligonucleotides overlapping at the 3' end to anneal and then fill the remaining single-stranded region with the Klenow fragment of DNA polymerase I. Was produced. Oligonucleotide PNT Not (GGA AAG AAT GCG GCC GCT GTC GAC GTT AAC ATG CAT ATA ACT TCG TAT; SEQ ID NO: 7) ID NO: 8) (150 ng each) was bound in a 30 μl reaction mixture containing 5 U of Klenow polymerase, Klenow polymerase buffer and 2 mM dNTPs (dATP, dCTP, dGTP and dTTP). After incubation at 37 ° C. for 1 hour, a portion (5 μl) of this reaction mixture was digested simultaneously with restriction enzymes NotI and XhoI to release restriction enzyme sites at each end of the linker. In addition, 200 ng of pPNT was digested with NotI and XhoI. The digested plasmid was separated on a 0.8% agarose gel, purified from the gel, and treated with calf intestinal phosphatase according to standard methods (Maniatis et al.). An aliquot (66 ng) of the double digested linker was ligated to the double digested and phosphatase treated pPNT DNA (Maniatis et al.). After DNA transformation of competent WM 1100 E. coli (Dower, Nucleic Acids Res., 1988, 16, 6127-6145), plasmid DNA was isolated from ampicillin resistant bacteria (Holmes et al., Anal. Biochem., 1981, 114, 193-197) and analyzed by restriction analysis. A suitable recombinant plasmid was identified as having acquired the SalI, HpaI and NsiI sites (present in the linker) while still retaining the NotI and XhoI sites of the starting plasmid. One such recombinant plasmid with a 79 bp linker sequence was identified and called pXN-4 (FIG. 6).
[0065]
A similar approach was used to insert a 3 'linker between the XbaI and BamHI sites of pXN-4. Oligonucleotides used for synthesizing the linker were PNT Xba (CGT TCT AGA ATA ACT TCG TAT AAT GTA TGC TAT; SEQ ID NO: 9) and PNT Bam (CGT GGA TCC ATA ACT TAT CATA GAT TAT GAT TAT CATA GAT SEQ ID NO: 10). In this case, pXN-4 and double-stranded linker DNA were digested with XbaI and BamHI. The purified fragments were ligated by DNA ligation and transformed into competent WM1100 bacteria. Plasmid DNA was digested with XbaI and BamHI,32End-labeled with P-dCTP and Klenow polymerase and separated on an 8% acrylamide gel (Maniatis et al.). The gel was dried and exposed to X-ray film. Suitable recombinant clones were identified by the presence of a 40 base pair band released by XbaI-BamHI double digestion. The resulting plasmid is called "pPNTIox".2"(FIG. 6).
[0066]
To verify the sequence of the inserted linker, a fragment containing both linkers was cloned into pPNTIox using NotI and EcoRl.2And cloned into pBlueScript ™ SK +, a vector more amenable to nucleotide sequencing. Linker identity was determined using T3 and T7 sequencing primers (Stratagene ™ Inc., La Jolla, Calif.) And the Sequenase Version 2.0 DNA Sequencing Kit (using the United States Biochemical, directly using United States Biochemical, Cleveland). Nucleotide sequencing (Sanger, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1977, 74, 5463-5467).
[0067]
(B) Subcloning of homology arms.
[0068]
The XbaI-HindIII fragment (positions 11.5 to 15.9 on the summary map, FIG. 2) containing the homologous 3 'arm and the fragment used for in vitro mutagenesis, initially contained 30 μl of phage DNA. Digest with XbaI and HindIII, separate the digested DNA on a 0.8 agarose gel, visualize the DNA with ethidium bromide staining, and then excise the λPS1-22 by excising the 4.4 kb fragment from the gel. Released. DNA was purified from the gel using GeneClean ™ II (Bio 101 Inc., La Jolla, Calif.). At the same time 1 μg of pBlueScript ™ SK + was digested with XbaI and HindIII and subsequently purified by the same procedure. Approximately 400 ng of purified lambda DNA and 100 ng of purified plasmid DNA were ligated in a lOμl ligation reaction. After transformation of competent WM 100 E. coli, plasmid DNA was isolated from ampicillin-resistant bacteria and analyzed by restriction enzyme analysis to confirm the resulting plasmid (FIG. 7). In this case, plasmid DNA from the transformed bacteria was analyzed by first digesting it with XbaI and HindIII to determine if the plasmid DNA had acquired the 4.4 kb PS-1 fragment. . This plasmid was named "pPS I-XH16".
[0069]
A similar procedure was used to isolate a 200 bp XbaI-BamHI fragment from pPS1-XH16 and subclone it into pBlueScript ™ SK +. The resulting plasmid was named "pPS1-XB1" (FIG. 8).
[0070]
One of the fragments in the homologous 5 'arm (4.2 kb XbaI fragment from positions 7.0 to 11.2 on the summary map; FIG. 2) also contained within λPS1-6 to pBlueScript ™ SK +. It was subcloned and named "pPS1-X15" (FIG. 9). Since the insert could be placed in the plasmid in either of two orientations, the plasmid DNA was further screened by digesting it with the enzyme EcoRI. Thus, clone pPS1-X15 has a PS-1 insert with the 5 'end closest to the T3 promoter, while the 5' end in pPS1-X2 is adjacent to the T7 promoter. Was determined (FIG. 9).
[0071]
The 300 bp XbaI fragment in the 5 'arm (positions 11.2 to 11.5 on the summary map; FIG. 2) was also cloned similarly from λPS1-20 into pBlueScript ™ SK +, and pPS1-X319 (FIG. 10). In this case, the orientation of the XbaI fragment was not determined by subsequent restriction mapping.
[0072]
(C) Restriction enzyme mapping of homology arms.
[0073]
Further restriction enzyme mapping was performed on pPS1-X315 and pPS1-X2. As an example, each of the two plasmids was digested with the enzyme HincII, separated on an agarose gel and visualized with ethidium bromide. In each of the two digested samples, a fragment was identified in each of the two digested samples, since a HincII site is known to be present in the pBlueStrip ™ SK + plasmid backbone within the multiple cloning site region close to the T7 promoter as compared to the position of the insert. By determining the size of HincII, it was possible to determine the location of the HincII site in the 4.2 PS-1 fragment (FIG. 11).
[0074]
The location of the restriction site once or twice in the 4.2 kb PS-1 fragment was determined by the method described above. If there are more than two sites for a given enzyme, each of the two plasmids is double digested with the enzyme in question as well as another enzyme that cuts a site that can resolve ambiguity. By doing so, it became necessary to determine the relative position. In many cases, enzymes that cleave more than twice were not resolved in this way and were simply described as having multiple sites in the 4.2 kb PS-1 fragment. A list of other enzymes used to characterize this region includes, but is not limited to, AccI, ApaI, BamHI, EcoRI, HincII, HpaI, KpnI, NsiI, PstI, SalI, SmaI, SpeI and XhoI. . A summary of these data is illustrated in FIG. The same procedure was used to generate a restriction map of pPS1-XH16 (FIG. 12).
[0075]
(D) Mutation of homologous 3 'arms.
[0076]
A total of 3 base pair changes were introduced into the exon 8 region using a PCR strategy (see FIG. 13 for a summary of the changes). The P264L mutation and an AflII site were introduced. 10 ng of pPS1-XB1 was included in each of the two PCR reactions. The first reaction included primers EXPL2 (TTG TGT CTT AAG GGT CCG CTT CGT ATG; SEQ ID NO: 11) and T7 (Stratagene Cloning Systems, La Jolla, CA). This generated a 220 bp band encompassing the 3 'end of exon 8 and clone PS1-XB1. This fragment also contained the P264L mutation and a new AflII site created as part of the P264L mutation.
[0077]
The second PCR reaction used primers EXPL1 (CGG ACC CTT AAG ACA CAA AAC AGC CAC; SEQ ID NO: 12) and T3 (Stratagene Cloning Systems, La Jolla, CA). This generated a 137 bp fragment encompassing the 5 'end of exon 8 and clone PS1-XB1. This fragment also contained the P264L mutation and an AflII site (FIG. 14).
[0078]
The product of the first reaction is MagicTM  Purified using the PCR Preps DNA Purification System (Promega Corporation, Madison, Wis.) And digested with BamHI and AflII to release the terminal restriction sites. Similarly, the product of the second reaction was purified and digested with AflII and XbaI. These two fragments and pBlueScript ™ SK + digested with XbaI and BamHI were ligated together and transformed into HB101 competent E. coli cells. DNA was isolated from ampicillin resistant colonies and analyzed. The clone carrying the recombinant plasmid in which the two PCR fragments were ligated together at their AflII sites and inserted into the BamHI and XbaI sites of pBlueScript ™ SK + was called pPS1-XB85 (FIG. 14). . To confirm the sequence of the mutagenized exon 8, T3 and T7 sequencing primers (Stratagene Inc., LaJolla, Calif.) And Sequence Version 2.0 DNA Sequencing Kit (United States Biochemical, using United States Biochemical, USA) Direct nucleotide sequencing (Sanger, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1977, 74, 5463-5467) was performed.
[0079]
The homologous 5 'arm was assembled into pBlueScript ™ SK + through several cloning steps. First, pPS1-XB15 was partially digested with XbaI such that only one XbaI site was cut. The resulting DNA was then digested with BamHI and gel purified (FIG. 15).
[0080]
The mutated insert in pPS1-XB85 was released by digesting it with XbaI and BamHI and gel-purifying the resulting mutated insert. A 200 bp XbaI-BamHI fragment was ligated into the linearized pPS1-X15 and the recombinant plasmid was screened by AflII digestion for proper orientation of the insert. Plasmids with the correct orientation yielded 1.9 kb and 5.8 kb fragments. This plasmid was named "pPS1-206".
[0081]
To insert the small 300 bp XbaI fragment 5 'to the mutated 200 bp XbaI-BamHI fragment, pPS1-206 was linearized by partial XbaI digestion (FIG. 16). The XbaI fragment from pPS1-X319 was isolated and cloned into linearized pPS1-206 DNA. The orientation of the 300 bp XbaI fragment was determined by sequencing the recombinant clone and λPS1-20 with the EX8PL1 primer using a Thermo Sequenase radiolabeled terminator cycle sequencing kit (Amersham Life Science Inc., Cleveland, OH). Determined by One plasmid clone that shared sequence identity with λPS1-20 across the Xbal site had the 300 bp Xbal fragment inserted in the proper orientation. This plasmid containing the assembled 5 'arm was named "pPS1-5'360" (Figure 16).
[0082]
(E) Assembly of the targeting vector pPS-1-8-TV.
[0083]
Plasmid pPNTlox2Was prepared by first digesting plasmid DNA with EcoRI and BamHI to accept the homologous 3 'arm and gel separating the linear plasmid (Figure 17). In parallel, the 3 'arm was prepared by partially digesting pPS1-XH16 with EcoRI and isolating the linear form. This fragment was then digested with BamHI and the 4.1 bp fragment was separated by gel. 3 'arm is pPNTlox2Was linked to. The resulting plasmid was named "pPNT3'413".
[0084]
The 5 'arm was inserted into pPNT3'413 to give the final pPSI-8-TV plasmid. The 5 'arm was released from the plasmid DNA by first digesting with XhoI and NotI. In parallel, pPNT3'413 was prepared by double digestion with NotI and SalI. The two DNA fragments were ligated and transformed into competent WM 1100 E. coli cells (FIG. 18).
[0085]
Additional vectors can be prepared in the above method to include other human mutations.
Example 3: Mutagenesis of mouse PS-1 gene in ES cells
(A) Cells.
[0086]
129 / Sv × 129 / Sv-CP FI hybrid mice (Nagy et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90, 8424-8429), Dr. Janet Rossant (Mt. Sinai Hospital, T.R.). , Ontario, Canada) were used. These cells contain 20% fetal calf serum (FBS; Hyclone Laboratories Inc., Logan, Utah; cat. # A-1115; Lot # 11152154), 0.1 mM non-essential amino acids (Mediatech 25-025-L1), 2 mM. L-glutamine (Mediatech 25-005-L1), 10-6M β-mercaptoethanol (Gibco 21985-023), 1 mM sodium pyruvate (Mediatech 25-000-L1), 1 × concentration of penicillin-streptomycin solution (Mediatech 30-001-L1) and 1000 U / ml leukemia inhibitory factor ( Cultures were performed in ES cell medium (containing L-glutamine and 4500 mg / L glucose; Mediatech Inc., Herndon, VA), supplemented with Dulbecco's modified Eagle's medium, supplemented with Gibco BRL 13275-029). Cells were cultured on tissue culture plastic that had been briefly treated with a 0.1% gelatin (Sigma G9391) solution.
[0087]
Cultures were passaged every 48 hours or when cells were approximately 80% confluent. For passage, cells are first in phosphate buffered saline (Ca2+And Mg2+), And then trypsin / EDTA solution (Ca2+And Mg2+(0.05% trypsin and 0.02% EDTA in PBS) containing no. After all of the cells were suspended, tryptic digestion was stopped by the addition of tissue culture medium. Cells were harvested by centrifugation, resuspended in 5 ml of tissue culture medium, and a 1 ml volume of cell suspension was used to start a new plate of the same size.
[0088]
(B) DNA transfection of ES cells.
[0089]
pPS1-8-TV DNA (400 μg) was prepared for electroporation by digesting it with NotI in a 1 ml reaction volume. The DNA was then precipitated by the addition of ethanol, washed with 70% ethanol and resuspended in 500 μl of sterile water.
[0090]
PPS1-8-TV DNA linearized with NotI was electroporated into ES cells using a Bio-Rad Gene Pulser ™ System (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA). In each of the ten electroporation cuvettes, 2.5 × 10 5 suspended in ES cell culture medium6Individual cells were electroporated with 40 μg of DNA. Electroporation conditions were 250 V, 500 μF, which typically resulted in a time constant ranging between 6.0 and 6.1 seconds. After electroporation, cells were incubated for 20 minutes at room temperature in an electroporation cuvette. All electroporated cells were then pooled and distributed equally on 10 gelatinized plates. After 24 hours, the plates were aspirated and fresh ES cell medium was added. The next day, the media in the nine plates was replaced with ES cell media supplemented with 150 μg / ml G418 (Gibco) and 0.2 μM ganciclovir (Syntex), while one plate contained only 150 μg / ml G418 Medium supplemented with. After an additional 8 days, the resulting individual ES cell colonies were picked from the plates and described by Wurst et al. , Pp 33-61 in Gene Targeting Vol. 126, 1993, Edited by A. L. Grow individually in wells of a 24-well plate as described by Joyner, IRL Press, Oxford University Press, Oxford, England. Comparison of the number of colonies grown on plates supplemented with G418 and ganciclovir versus the number grown only with G418 supplementation was used to determine the efficiency of the negative selection.
[0091]
(C) Analysis of ES cell transformants.
[0092]
When the cell culture in each well of the 24-well plate was about 80% confluent, it was washed and the cells were sprayed with 2 drops of trypsin-EDTA. Trypsinization was stopped by the addition of 1 ml of ES cell medium. An aliquot (0.5 ml) of this suspension was transferred to each of two wells of a separate 24-well plate. After the cells had grown to near confluence, one of the plates was used for cryopreservation of the cell line, while the other was used as a source of DNA for each of the clones.
[0093]
For cryopreservation, cells in 24-well plates were first chilled by placing the plates on ice. The medium was then replaced with fresh ES cell medium supplemented with 10% DMSO and 25% FBS, and the plates were insulated in a styrofoam box by placing them in a -70 ° C freezer, approximately It was cooled at 0.5 ° C./min.
[0094]
To isolate DNA from clones on other plates, medium in each well was supplemented with 500 μl digestion buffer (100 mM Tris-HCl, pH 8.5, 5 mM EDTA, 0.2% SDS, 200 mM NaCl, 100 μg / ml proteinase K). After overnight incubation at 37 ° C., 500 μl of isopropanol was added to each well and the plates were agitated on an orbital shaker for 15 minutes. The supernatant was aspirated, replaced with 500 μl of 70% ethanol, and the plate was shaken for another 15 minutes. The DNA precipitate was removed from the wells and dissolved in 50 μl of TE solution (10 mM Tris-HCl, pH 7.5, 1 mM EDTA).
[0095]
Primary analysis for mutagenesis of the mouse PS-1 gene involved a Southern hybridization screen of ApaI digested ES cell DNA. Probes for this analysis were derived from the 3 'end of our cloned PS-1 region outside the homologous 3' arm (Figure 19d). It was prepared by first isolating a 6 kb XbaI fragment corresponding to the 3 'end of? PS1-6 (Figure 2) and subcloning it into XbaI digested pBlueScript (TM) SIB +. Further digestion of this subclone, called pPS1-X6, with XhoI (internal site) and HindIII (from Bluescript ™ SK + polylinker) resulted in a 1000 bp probe.
[0096]
For Southern hybridization screening, an aliquot (10 ul) of each ES cell clone DNA was digested with ApaI, separated on a 0.8% agarose gel, and transferred to a GeneScreen Plus ™ membrane. Probes are random primed32Labeled with P-dCTP and hybridized to the membrane at 58 ° C. overnight (Church et al., Proc. Nad. Acad Sci, USA, 1984, 81, 1991-1995). ES cell lines in which the PS-1 gene has successfully undergone homologous recombination yield 9 and 15 kb ApaI fragments by this assay (FIG. 19). This is because homologous recombination is convenient and a new ApaI site is added to neo.rThis is because the cassette is introduced into an area where the cassette is taken in. The 15 kb band represents an unaltered cell copy of PS-1, while the 9 kb band is derived from the PS-1 copy where a new ApaI site results in a shorter fragment. Eight of the 260 cell lines analyzed in this initial screen were identified as potential successful targeting cell lines.
[0097]
All cell lines evaluated by the primary screen as putative homologous recombinants were then purified using the 500 bp KpnI-ApaI fragment isolated from the 5.5 kb 5 ′ XbaI fragment from λPS1-20. Further screening was performed on ScaI digested ES cell DNA. In this case, the normal PS-1 gene yielded a 13.8 kb fragment and the mutant PS-1 gene yielded a 10.5 kb fragment (FIG. 19e). Four out of the eight cell lines examined by this screen showed that they had undergone homologous recombination at their 5 'end.
[0098]
Cell lines identified as having undergone homologous recombination by both screens were identified as having undergone truly homologous recombination (for homologous insertions that gave a positive result in only one of the two previously described screens). Was considered. However, the mutations included in this arm may or may not be incorporated into cellular DNA as a result of appropriate homologous recombination, depending on where the cross-over occurs when the 5 'arm undergoes recombination. May not be possible (Fig. 1). Therefore, an additional Southern hybridization screen aimed at detecting new AflII sites resulting from the P264L mutation was performed. To this end, a 1.2 kb HindIII-XbaI fragment isolated from pPS1-X15 was used as a probe for AflII-digested DNA. The unaltered PS-1 gene yielded a 6.7 kb band (FIG. 19f). Appropriate homologous recombination has occurred, but the PS-1 gene lacking the planned mutation produces a 8.7 kb band, while the inclusion of the planned mutation produces a 2.2 kb band. . Of the four true homologous recombination cell lines examined, all four were shown to have incorporated new AflII sites near the proposed mutation.
[0099]
The mutated form of the PS-1 gene described herein is a PS-1 gene.nP264L, Whereas the normal PS-1 gene is PSI+It was named. One copy of PS-1nP264LThe four ES cell lines that harbored PS1 were designated PS1-87, PS1-175, PS1-176 and PS1-243. Three of these strains were thawed, cell numbers expanded, and used to establish PS-1 mutant mice.
[0100]
Further mutagenesis of the mouse PS-1 gene can be performed in ES cells in the above method to include other human mutations.
Example 4: Establishment of PS-1 mutant mouse
PS-1 mutant ES cells were used to generate chimeric mice by aggregating mutant ES cells into E2.5 embryos and transferring the aggregated embryos to pseudopregnant females (Wood et al., Nature, 1993, 365, 87-89). ES cells were prepared for aggregation by limited trypsinization to produce aggregates that averaged 10-15 cells. E2.5 embryos were obtained from Hogan et al. , Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual, 1986, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, Cold Spring Harbor, New York, USA. Recovered. Zona pellucida was removed from embryos using acidic Tyrode's solution (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO). Aggregation wells were created by pushing a smooth metal instrument (overhead) into tissue culture plastic. Embryos were then placed in wells with approximately 10-15 ES cell clumps in M16 medium (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO) in droplets (about 20 μl) under mineral oil. Was cut. Overnight incubation (37 ° C, 100% humidity, 5% CO in air)2After) the aggregated embryos were transferred to the uterine horn of pseudopregnant females (Hogan et al., 1986, supra).
[0101]
The contribution of ES cells to progeny was assessed by the appearance of pigmented coat color. Positive mice are called chimeric founders. Germline contribution by ES cells was assessed by the appearance of colored progeny from the cross between the chimeric founder and the CD-1 female.
Example 5: Chimera
Of the three PS-1 mutant ES cell lines used for embryo aggregation, one produced a germline chimera:
[0102]
[Table 1]
Figure 2004533802
[0103]
The germline chimera was then PS-1nP264LWas used to establish strains of mice carrying The presence of the mutant PS-1 allele in the colored offspring follows substantially the same procedure as described in Example 1, followed by neorIt was determined using a PCR strategy aimed at detecting the cassette. The PCR primers were as follows: neo28 (GGA TTG CAC GCA GGT TCT CC; SEQ ID NO: 13); and neo445 (CCG GCT TCC ATC CGA GTA CG; SEQ ID NO: 14). Genomic DNA was prepared from tail samples (Hogan, 1986, supra). Of the four colored offspring, one female mouse had PS-1nP264LFor heterozygosity (PS-1nP264L / +)Met. That is, this mouse is neo-based on the aforementioned PCR strategy.rPositive for cassette. Similarly, PS-1nP264LSubsequent offspring that are heterozygous for were developed by crossing this female with a wild-type male.
[0104]
PS-1nP264LFor heterozygosity (PS-1nP264L / +) Were determined for genetic traits using a PCR-based method. The presence of the wild-type allele of mouse PS-1 was evaluated using the following primers: X8F (CCC GTG GAG GAG GTC AGA AGT CAG; SEQ ID NO: 15) and X8R (TTA CGG GTT GAG CCA TGA ATG SEQ ID NO: 16). Evaluation with these primers yields a 142 bp fragment (data not shown). The presence of the mutant allele was assessed using primers neo28 and neo445, which yielded a 417 bp fragment. Thus, mice heterozygous for the mutation give rise to both bands; mice homozygous for the mutation give rise to only a 417 bp band; and mice homozygous for the wild-type allele have a 142 bp band. Produces only a band. Tissue samples were obtained from the tails of the animals and the PCR procedure of Example 1 was utilized for such evaluation.
[0105]
PS-1nP264LMice that are homozygous for the allele (ie, PS-1nP264L / nP264L) Are heterozygous mice (PS-1nP264L / +) Is a mouse homozygous for the humanized APP gene (disclosed in PCT Publication No. W096 / 34097, published October 31, 1996; which is fully incorporated herein by reference). Produced by crossing with The resulting offspring of the generation are then PS-1nP264LIt was determined to be heterozygous for the allele, and also heterozygous for the humanized APP gene (data not shown); progeny of these generations were then used in crosses, The resulting offspring is PS-1nP264LWas determined (using the PCR procedure outlined above) to be homozygous for the humanized APP gene (generation offspring from this litter were PS- 1nP264LHeterozygous for allele / homozygous for humanized APP gene; PS-1nP264LSome were found to be heterozygous for the allele / heterozygous for the humanized APP gene-double homozygotes were not found due to the limited number of children obtained from this litter ). Subsequent mating is PS-1nP264L / nP264L× APPNLh / NLhSpawned mice.
[0106]
PS-1nP264LMice homozygous for the allele are also mice heterozygous (PS-1nP264L / +). In one set of crosses, 6 homozygotes were found in 27 offspring, well within the expected 25% homozygous recovery from heterozygous crossings. .
[0107]
Thus, and also based on the various breeding approaches disclosed above, the substantially normal viability and fetal survival of this animal is evident.
Example 6: Cutting out PGK-neo cassette
PBS185 plasmid DNA encoding Cre recombinase (Sauer et al., New BioL, 1990, 2, 441-449, which is incorporated herein by reference in its entirety), is pronuclear injected (pronuclear). Injection), PS-1nP261L / +XCD-1 was introduced into one-cell embryos generated from the cross. Since the plasmid was circular, integration of the DNA into the genome had a very low frequency of occurrence. Transient expression of the DNA producing Cre recombinase excised the PGK-neo cassette in early embryos. The injected embryos were transferred to pseudopregnant females. Excision of the PGK-neo cassette was confirmed by determining the progeny of the progeny. These mice are PS-1P264L / +Named PS-1P264L / P264LNegotiated to generate mice.
[0108]
Since the neomycin selectable marker reduced transcription of the PS-1 gene, the PGK-neo gene was excised by genetic recombination at the adjacent loxP site following transient expression of Cre recombinase. PS-1nP264L / +One-cell embryos (n = 154) created by crossing with xCD-1 were injected with pBS185 plasmid DNA and implanted into pseudopregnant females. Loss of the PGK-neo gene was evaluated in progeny as a 219 base pair fragment by PCR using a pair of X8F and X8R primers as described in Example 5. The mutant PS-1 allele from which the neomycin selectable marker has been excised is PS-1P264LIt was named. Excision was successful in one founder mouse and heterozygous (PS-1P264L / +) And homozygous (PS-1)P264L / P264LA) mouse strain was generated. PS-1P264L / +Mice were tested with Tg2576 mice and APP to further study the effect of the P264L mutation on Aβ production and deposition.NLh / NLhI was crossed with a mouse.
Example 7: Northern and Western blots
PS-1 2-6 months old+ / +, PS-1nP264L / nP264LAnd PS-1P264L / P264LMice were used to evaluate PS-1 mRNA and protein levels. Total RNA was extracted from half the brain by homogenization in RNAzol B (Tel-Test, Friendswood, TX). Messenger RNA was selected on Oligotex columns (Qiagen, Valencia, CA). Equal volumes of mRNA were mixed with loading buffer (Northern MAX-Gly, Ambion, Austin, Tex.), Heated to 50 ° C. for 30 minutes, separated on a 0.7% agarose gel, and transferred to a nylon membrane. PS-1 mRNA represents the 3 'end (nucleotides 1083-1428) of human PS-1 cloned into the pGEM-T vector (Promega, Madison, WI).32It was detected by a P-dUTP-labeled riboprobe. The same blot was hybridized with a GAPDH probe (Ambion) for normalization. To visualize the mRNA, the membrane was exposed to a phosphor screen, scanned with a Storm 840 Phosphormager, and concentration measurements were performed with ImageQuaNT software (Molecular Dynamics, Sunnyvale, CA).
[0109]
Half of the brain contains 10 mM Tris pH 7.4, 150 mM NaCl, 5 mM EDTA, 1% SDS, 0.25% deoxycholate, 0.25% NP-40, and a protease inhibitor (5 mM PMSF, 10 μg / ml aprotinin, 10 μg / Ml leupeptin / 10 μg / ml pepstatin) and homogenized in 2.5 ml of buffer (Lee et al., Nature Med., 1997, 3, 756-760). Protein concentration was determined by the BCA assay (Pierce, Rockford, IL). Whole brain lysates were mixed with reducing loading buffer and heated at 37 ° C. for 45 minutes. 50 μg of total protein from each sample was separated by electrophoresis on a NuPAGE 10% polyacrylamide gel (Novex, San Diego, CA) and transferred to nitrocellulose. The membrane was blocked in Tris buffered saline (TBS) containing 0.05% Tween-20 and 5% non-fat dry milk at 4 ° C. overnight. PS-1 was detected by a rabbit polyclonal antibody diluted in the same solution. The C-terminal fragment was detected at a dilution of 1: 2000 with antibody B17.2 (DeStrooper et al., J. Biol. Chem., 1997, 272, 3590-3598). B17.2 was generated against amino acid residues 300-315 (EGDPEAQRRVSKNSKY; SEQ ID NO: 17) in the hydrophilic loop domain of human PS-1. The N-terminal fragment was detected by a 1: 500 dilution of CP160. CP160 was made using a 6 × histidine-tagged N-terminal fragment of human PS-1 (amino acids 1-80) expressed in bacteria using the pQE-9 plasmid (Qiagen). Synthetic PS-1 N-terminal fragment was purified using Ni-NTA agarose (Qiagen) and SDS-PAGE. Peptides were excised from acrylamide gels for injection into rabbits. The IgG fraction of CP160 was affinity purified and used for blotting. Primary antibodies were detected by horseradish peroxidase-labeled anti-rabbit secondary antibody (New England Biolabs, Beverly, MA). Blots were reacted with chemiluminescent reagents (LumiGLO, New England Biolabs) and exposed to Hyperfilm (Amersham, Arlington Heights, IL). Films were scanned and density measurements were performed with RFLP2.1 software (Scanalytics, Fairfax, VA).
[0110]
Northern blot analysis showed a 3.1 kb band for PS-1 mRNA. PS-1 mRNA levels were normalized with respect to GAPDH mRNA levels for differences in loading. PS-1nP264L / nP264LThe presence of the PGK-neo gene in mice resulted in PS-1 mRNA levels that were 20% of wild type levels (data not shown). PS-1P264L / P264LMRNA levels in mice are PS-1+ / +100% of mice (data not shown). Thus, removal of the PGK-neo cassette returned PS-1 mRNA levels to normal levels.
[0111]
Western blotting shows an N-terminal PS-1 fragment of about 30 kDa when using antibody CP160 and a C-terminal PS-fragment of about 20 kDa when using antibody B 17.2 in all three genotypes. One fragment was shown. Blotting with CP160 in which the antigen had been pre-absorbed eliminated the N-terminal band of approximately 30 kDa (data not shown). The specificity of B17.2 for the C-terminal PS-1 fragment has been previously shown (De Strooper et al., J. Biol. Chem., 1997, 272, 3590-3598). PS-1nP264L / nP264LDue to reduced PS-1 mRNA levels in mice, PS-1 protein levels were also reduced to about 15-20% of normal levels (data not shown). PS-1P264L / P264LDespite normal mRNA expression of mutant PS-1 in mice, PS-1 protein levels were reduced to about 50% (data not shown). Both N-terminal and C-terminal fragments were reduced to a similar extent. These data are PS-1P264LMutations are shown to affect PS-1 protein levels, either through translation, processing of the full-length PS-1 protein, or through effects on the stability of the truncated fragment. Reports have described various reductions in N-terminal fragments and / or accumulation of holoproteins due to some FAD mutations in PS-1 (Mercken et al., FEBS Lett., 1996, 389, 297-303; Murayayama). See, et al., Neurosci. Lett., 1997, 229, 61-64; Levey et al., Ann. Neurol, 1997, 41, 742-753; Murayama et al., Prog. Neuro-Psychol. Takahashi et al., Neurosci. Lett., 1999, 260, 121-124). . In contrast, it was found that various PS-1 FAD mutations did not cause reduced fragmentation in FAD patients, in transfected cells, and in transgenic or gene-targeted mice (Hendriks et al., NeuroReport, 1997, 8, 1717-1721; Lee, et al., Nature Med, 1997, 3, 756-760; Podlisny et al., Neurobiol. Dis., 1997, 3, 325-3. Levesque et al., Molec. Med, 1999, 5, 542-5, et al., Nature Med, 1999, 5, 101-106. Vanderhoeven et al., Neurosci. Lett., 1999, 274, 183-186; Borchelt et al., Neuron, 1996, 17, 1005-1013; Duff et al., Nature, 13,10- Citron et al., Nature Med, 1997, 3, 67-72; Nakano et al., Eur. J. Neurosci., 1999, 11, 2577-2581). The level of N-terminal fragment reduction due to the P264L mutation in transfected PC12 cells is about 35-40% of that of wild-type PS-1 (Murayama et al., Prog. Neuro-Psychopharmacol. Biol. Psychiatr., 1999, 23, 905-913), PS-1+ / +PS1 in comparison with mouseP264L / P264LConsistent with the degree of reduction seen in mice.
Example 8: Aβ40 specific and 42 specific ELISA
Predepositing dual gene targeting mice (1-6 months APP)NLh / NLhMouse, 5 month APPNLh / NLh× PS-1P2 64L / +Mouse and 1-2 month APPNLh / NLh× PS-1P264L / P264LMice) and half of the brains from Tg2576 mice (Hsiao et al., Science, 1996, 274, 99-102) showing a tendency to deposit for 2-4 months are frozen on dry ice and stored at -70 ° C. Was done. PS-1P264L / +Tg2576 mice showing a tendency to deposit (Tg2576 × PS-1 at 2-4 months) crossed with mice+ / +Mouse, 2 months Tg2576 × PS-1P264L / +Mice, and one month of Tg2576 × PS-1P264L / P264LHalf of the brain from mouse) was further prepared in a similar manner. Half of the brain was homogenized in 4 ml of 0.2% diethylamine and 50 mM NaCl and centrifuged at 100,000 × g. The supernatant was neutralized to pH 8 with 2M Tris-HCl, analyzed for protein concentration by the BCA method (Pierce, Rockford, IL), and 5% fetal clone serum (HyClone, Logan, UT). Was diluted 1: 1 with a 1% skim milk powder in TBS solution. Aβ42-specific ELISA was performed as previously described (Savage et al., J Neurosci., 1998, 18, 1743-1752). The Aβ40-specific ELISA was modified (Savage et al., J. Neurosci., 1998, 18, 1743-1755), the capture antibody was 6E10 (Senetek, Napa, CA) and the detection antibody was selective for Aβ40. (BioSource International, Camarillo, CA). ELISA signals were reported as nanograms of Aβ per milligram of total extracted protein, based on a standard curve generated using Aβ40 or 42 (Bachem, King of Prussia, PA).
[0112]
Table 2 shows PS-1P264LBefore the mutation appears in Aβ deposits, APPNLh / NLhFigure 4 shows the effect on Aβ40 and Aβ42 levels in mouse brain. PS-1P264LThe mutation had no significant effect on Aβ40 levels. One copy of PS-1P264LThe mutation slightly increased Aβ42, but the effect of the mutation was APPNLh / NLh× PS-1+ / +APP compared to miceNLh / NLh× PS1P264L / P264LIt was significant only in mice. This increase in Aβ42 levels is due to APPNLh / NLh× PS-1+ / +And APPNLh / NLh× PS-1P264L / +APP compared to miceNLh / NLh× PS-1P264L / P264LCaused a significant increase in the ratio of Aβ42 to Aβ40 in mice. Tg2576 mouse is APPNLh / NLh× PS-1P264L / P264LAlthough they had significantly more Aβ40 and Aβ42 than mice, the Aβ42 / 40 ratio was higher for Tg2576 and APP.NLh / NLh× PS-1+ / +Similar in mice.
[0113]
Table 3 shows that PS-1P264LFigure 9 shows the effect of the mutation on Aβ40 and Aβ42 levels in the brain of Tg2576 mice before the appearance of Aβ deposition. PS-1P264LThe mutation had no significant effect on Aβ40 levels. One copy of PS-1P264LThe mutation slightly increased Aβ42, but the effect of the mutation was Tg2576 × PS-1+ / +Compared to mice, Tg2576 × PS-1P264L / P264LIt was significant only in mice. This increase in Aβ42 levels was due to Tg2576 × PS-1+ / +Tg2576 × PS-1 compared to mouseP264L / P264LIn mice, it caused a significant increase in the ratio of Aβ42 to Aβ40. Thus, PS-1P264LThe effects of mutations on Aβ levels were Tg2576 and APPNLh / NLhSimilar for mice.
[0114]
[Table 2]
Figure 2004533802
[0115]
[Table 3]
Figure 2004533802
[0116]
Example 9: Immunohistochemistry and histology
PS-1P264L / P264LMice were examined at 12 months of age. PS-1, 3, 6, 9, 12, 15 and 18 months of age+ / +, PS-1P264L / +Or PS-1P264L / P264LAPPNLh / NLhThe mice were evaluated. A further mouse tested was Tg2576 and PS-1+ / +, PS-1P264L / +Or PS-1P264L / P264LAt 1, 2, 4, 6, 9, 12, 15, and 18 months of age. Other Tg2576 mice maintained by crossing to C57B6 / SJL mice were also examined at 6, 9, 12, 15, 18, and 21 months of age. Mice were perfused with Ringer's solution, the brain was removed, and bisected. Half of each brain was soaked in 70% ethanol and 150 mM NaCl for 48 hours, embedded with paraffin, and sectioned at 10 μm in the sagittal plane. A set of 16 sections were taken at 200 μm intervals and stained by immunohistochemistry to show Aβ deposition. The antibodies used were 1153, a rabbit polyclonal antibody raised against amino acids 1-28 of human Aβ (Savage et al., Neuroscience, 1994, 60, 607619) and monoclonal antibodies 4G8 and 6E10 (Senetek). . Sections were pretreated with 80% formic acid for 4G8, no pretreatment for 1153 and 6E10, and reacted overnight with the primary antibody at a 1: 1,000 dilution. Antibodies were conjugated using a biotinylated secondary antibody (1: 100), ligated using horseradish peroxidase-labeled streptavidin (BioGenex, San Ramon, Calif.), And nickel-enhanced 3,3′-diamino. Visualized using benzylidene. Non-transgenic mice and pre-absorbed primary antiserum served as staining controls. Additional sets of sections were stained with Thioflavin S and examined under a fluorescence microscope.
[0117]
Plaque load in the neocortex was quantified in a set of 16 sections stained with the 1153 antibody using the CastGrid system (Olympus, Copenhagen, Demmark). The volume of the neocortex and the percent volume of the neocortex occupied by Aβ deposits were determined by point counting (Weibel et al., (1979) Stereological methods, vol. 1: practical methods for biologics. Academic Press). Representative results are shown in Table 4.
[0118]
Table 4. Aβ plaque content (% volume content) in neocortex at 6 months of age
Figure 2004533802
Extracellular Aβ deposition was due to PS-1+ / +PS-1P264L / +Or PS-1P264L / P264LWas significantly accelerated in the Tg2576 mouse. Tg2576 × PS-1P264L / +In mice, Aβ deposition was not observed at 2 months of age but was present at 4 months of age. Tg2576 x PS-1P264L / P264LIn mice, Aβ deposition was absent at one month of age but was present at two months of age. Tg2576 × PS-1+ / +Mice did not show Aβ deposition until 6 months of age, the amount corresponding to that seen in 6 month old Tg2576 mice maintained on a C57B6 / SJL background. The amount of Aβ plaque visualized with the 1153 antibody was higher for the older Tg2576 × PS-1.P264L / +And Tg2576 × PS-1P264L / P264LDramatically increased in mouse neocortex (data not shown). 4 months old Tg2576 x PS-1P264L / +Mice and 2 months old Tg2576 × PS-1P264L / P264LMice have multiple deposits stained with 4G8 or Thioflavin S, indicating that the earliest deposits contain compact fibrillar amyloid.
[0119]
Tg2576 × PS-1P264L / P264LIn addition to the accelerated deposition seen in mice, another difference was the area distribution of the deposition. Tg2576 x PS-1 at 6 months of ageP264L / P264LMice, 9 months old Tg2576 × pS-1P261L / +When comparing mice and 18 month old Tg2576 (C57B6 / SJL background) mice, the density of deposition was similar in telencephalic structures (data not shown). However, Tg2576 × pS-1P261L / PI61LIn mouse subcortical structures, the amount of Aβ deposition was Tg2576 × PS-1P264L / +And in Tg2576 mice (data not shown).
[0120]
APPNLh / NLhAβ deposition in mice was assessed up to 22 months of age. No evidence of deposition was found. Similarly, PS-1 which is wild type for mouse APPP264L / P264LNo deposits were found in mice at 12 months of age. Extremely rare Aβ deposition was observed with APP using both 1153 antibody and Thioflavin S.NLh / NLh× PS-1P264L / +It was observed at 12 months of age in the cortex of mice. At 18 months of age, Aβ deposition in these mice was more numerous and larger.
[0121]
2 copies of PS-1P264LMutation is APPNLh / NLh× PS-1P264L / P264LThis resulted in an increase in Aβ42 in mice (Table 2), resulting in Aβ deposition at an early age. APPNLh / NLh× PS-1P264L / P264LIn mice, Aβ deposition was not found at 3 months of age but was present at 6 months. Deposition is APPNLh / NLh× PS-1P264L / P264LIn mice, it increased with age.
[0122]
The disclosures of each patent, patent application, and publication cited or described in this document are hereby incorporated herein by reference in their entirety.
[0123]
Various modifications of the invention, in addition to those described herein, will be apparent to those skilled in the art from the foregoing description. Such modifications are also intended to fall within the scope of the appended claims.
[Brief description of the drawings]
FIG.
1 is an illustration specifically illustrating the general principle of gene targeting according to the present invention.
FIG. 2
FIG. 4 is a set of mouse PS-1 genomic clone maps prepared using the Flash [Flash] ™ non-radioactive gene mapping kit according to the invention. The letter abbreviations for restriction endonucleases are as follows: E, EcoRI; X, XbaI; H, HindIII; B, BamHI; Xh, XhoI.
FIG. 3
1 is a representative restriction map used to illustrate the Flash [TM] restriction mapping method according to the invention.
FIG. 4
FIG. 2 is a diagram specifically illustrating a strategy for positioning exons 7 and 8 on a PS-1 restriction map according to the present invention.
FIG. 5
1 is a pair of genetic maps specifically illustrating the relationship between exon 8 of PS-1 and a pPS1-8-TV replacement vector according to the invention. The letter abbreviations for restriction endonucleases are as follows: E, EcoRI; X, XbaI; H, HindIII; B, BamHI; Xh, XhoI, N, NotI.
FIG. 6
The plasmid pPNTIox according to the invention2Is an illustration for specifically explaining the construction of.
FIG. 7
1 is an illustration specifically illustrating the construction of plasmid pPS1-XH16 according to the present invention.
FIG. 8
1 is an illustration specifically illustrating the construction of plasmid pPS1-XB1 according to the present invention.
FIG. 9
1 is an illustration specifically illustrating the construction of plasmids pPS1-X15 and pPS1-X2 according to the present invention.
FIG. 10
1 is an illustration specifically illustrating the construction of plasmid pPS1-X319 according to the present invention.
FIG. 11
FIG. 2 is a diagram specifically illustrating the restriction mapping of homologous 5 ′ arms from plasmids pPS1-X15 and pPS1-X2 according to the invention.
FIG.
FIG. 2 is a pair of restriction maps for the homologous 3 'and 5' arms of PS1 according to the invention.
FIG. 13
FIG. 2 is a partial sequence of exon 8 of PS-1 illustrating the P264L mutation and the base change to effect the addition of an AflII restriction endonuclease site according to the invention.
FIG. 14
1 is an illustration specifically illustrating the construction of plasmid pPS1-XB85 according to the present invention.
FIG.
1 is an illustration specifically illustrating the construction of plasmid pPS1-206 according to the present invention.
FIG.
1 is an illustration specifically illustrating the construction of plasmid pPS1-360 according to the present invention.
FIG.
1 is an illustration specifically illustrating the construction of plasmid pPNT3'413 according to the present invention.
FIG.
1 is an illustration specifically illustrating the construction of a plasmid pPS1-8-TV according to the present invention.
FIG.
FIG. 2 is an illustration specifically illustrating a strategy for detecting homologous recombination in mouse PS1 according to the present invention. The letter abbreviations for restriction endonucleases are as follows: E, EcoRI; X, XbaI; N, NotI; H, HindIII; B, BamHI; A, ApaI; Af, AflII; Sc, ScaI; K, KpnI; Hc, HincII.

Claims (76)

プレセニリン−1(PS−1遺伝子)のヒト突然変異、ヒト家族性アルツハイマー病(FAD)スウェーデン型突然変異およびヒト化Aβ遺伝子を含んで成るヒトFAD突然変異についてヘテロ接合性の標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物。Target transgenic non-human heterozygous for human mutation of presenilin-1 (PS-1 gene), human familial Alzheimer's disease (FAD) Swedish mutation and human FAD mutation comprising humanized Aβ gene Mammals. プレセニリン−1(PS−1遺伝子)のヒト突然変異、ヒト家族性アルツハイマー病(FAD)スウェーデン型突然変異およびヒト化Aβ遺伝子を含んで成るヒトFAD突然変異についてホモ接合性の標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物。Target transgenic non-human homozygous for human mutation of presenilin-1 (PS-1 gene), human familial Alzheimer's disease (FAD) Swedish mutation and human FAD mutation comprising humanized Aβ gene Mammals. 前記PS−1遺伝子の前記突然変異がP264Lである、請求項1記載の哺乳動物。The mammal according to claim 1, wherein the mutation of the PS-1 gene is P264L. 前記PS−1遺伝子の前記突然変異がP264Lである、請求項2記載の哺乳動物。The mammal according to claim 2, wherein the mutation of the PS-1 gene is P264L. 前記哺乳動物がげっ歯類である、請求項1記載の哺乳動物。2. The mammal according to claim 1, wherein said mammal is a rodent. 前記哺乳動物がマウスである、請求項5記載の哺乳動物。The mammal according to claim 5, wherein the mammal is a mouse. 前記哺乳動物がげっ歯類である、請求項2記載の哺乳動物。3. The mammal according to claim 2, wherein said mammal is a rodent. 前記哺乳動物がマウスである、請求項7記載の哺乳動物。The mammal according to claim 7, wherein the mammal is a mouse. 前記突然変異体PS−1遺伝子が発現される請求項1記載の哺乳動物の生殖による子孫。2. The reproductive offspring of a mammal according to claim 1, wherein said mutant PS-1 gene is expressed. 前記突然変異体PS−1遺伝子が発現される請求項2記載の哺乳動物の生殖による子孫。3. The reproductive offspring of a mammal according to claim 2, wherein said mutant PS-1 gene is expressed. Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力についての化合物のスクリーニング方法であって、
a)前記哺乳動物に前記化合物を投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項1記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、前記Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力を有する化合物を指示する、前記方法。
A method of screening a compound for the ability to reduce in vivo levels of an Aβ peptide, comprising:
2. Aβ in a tissue sample from a mammal according to claim 1, comprising the steps of: a) administering the compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. The above method, wherein decreasing the amount of the peptide is indicative of a compound having the ability to reduce the in vivo level of the Aβ peptide.
Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力についての化合物のスクリーニング方法であって、
a)前記哺乳動物に前記化合物を投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項2記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、前記Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力を有する化合物を指示する、前記方法。
A method of screening a compound for the ability to reduce in vivo levels of an Aβ peptide, comprising:
3. Aβ in a tissue sample from a mammal according to claim 2, comprising the steps of: a) administering the compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. The above method, wherein decreasing the amount of the peptide is indicative of a compound having the ability to reduce the in vivo level of the Aβ peptide.
Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力についての化合物のスクリーニング方法であって、
a)前記哺乳動物に前記化合物を投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項9記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、前記Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力を有する化合物を指示する、前記方法。
A method of screening a compound for the ability to reduce in vivo levels of an Aβ peptide, comprising:
10. Aβ in a tissue sample from a mammal according to claim 9, comprising the steps of: a) administering the compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. The above method, wherein decreasing the amount of the peptide is indicative of a compound having the ability to reduce the in vivo level of the Aβ peptide.
Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力についての化合物のスクリーニング方法であって、
a)前記哺乳動物に前記化合物を投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項10記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、前記Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力を有する化合物を指示する、前記方法。
A method of screening a compound for the ability to reduce in vivo levels of an Aβ peptide, comprising:
11. The Aβ in a tissue sample from a mammal according to claim 10, comprising the steps of: a) administering the compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. The above method, wherein decreasing the amount of the peptide is indicative of a compound having the ability to reduce the in vivo level of the Aβ peptide.
前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項11記載の方法。The method according to claim 11, wherein the tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項12記載の方法。13. The method of claim 12, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項13記載の方法。14. The method of claim 13, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項14記載の方法。15. The method of claim 14, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. アルツハイマー病を治療するための化合物の同定方法であって、
a)前記哺乳動物に化合物を投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項1記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、アルツハイマー病を治療するのに使用することができる化合物を指示する、前記方法。
A method for identifying a compound for treating Alzheimer's disease, comprising:
2. The Aβ peptide in a tissue sample from a mammal according to claim 1, comprising the steps of: a) administering a compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. Said method wherein a decrease in the amount of is indicative of a compound that can be used to treat Alzheimer's disease.
アルツハイマー病を治療するための化合物の同定方法であって、
a)前記哺乳動物に化合物を投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項2記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、アルツハイマー病を治療するのに使用することができる化合物を指示する、前記方法。
A method for identifying a compound for treating Alzheimer's disease, comprising:
3. The Aβ peptide in a tissue sample from a mammal according to claim 2, comprising the steps of: a) administering a compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. Said method wherein a decrease in the amount of is indicative of a compound that can be used to treat Alzheimer's disease.
アルツハイマー病を治療するための化合物の同定方法であって、
a)前記哺乳動物に化合物を投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項9記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、アルツハイマー病を治療するのに使用することができる化合物を指示する、前記方法。
A method for identifying a compound for treating Alzheimer's disease, comprising:
10. The Aβ peptide in a tissue sample from a mammal according to claim 9, comprising the steps of: a) administering a compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. Said method wherein a decrease in the amount of is indicative of a compound that can be used to treat Alzheimer's disease.
アルツハイマー病を治療するための化合物の同定方法であって、
a)前記哺乳動物に化合物を投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項10記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、アルツハイマー病を治療するのに使用することができる化合物を指示する、前記方法。
A method for identifying a compound for treating Alzheimer's disease, comprising:
The Aβ peptide in a tissue sample from a mammal according to claim 10, comprising the steps of: a) administering a compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. Said method wherein a decrease in the amount of is indicative of a compound that can be used to treat Alzheimer's disease.
前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項19記載の方法。20. The method of claim 19, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項20記載の方法。21. The method of claim 20, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項21記載の方法。22. The method of claim 21, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項22記載の方法。23. The method of claim 22, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 有効なアルツハイマー病治療量の請求項19記載の方法により同定された化合物を、アルツハイマー病を有することが疑われる個体に投与することを含んで成る、前記個体の治療方法。20. A method of treating an individual suspected of having Alzheimer's disease, comprising administering an effective Alzheimer's disease therapeutic amount of a compound identified by the method of claim 19 to the individual. 有効なアルツハイマー病治療量の請求項20記載の方法により同定された化合物を、アルツハイマー病を有することが疑われる個体に投与することを含んで成る、前記個体の治療方法。21. A method of treating an individual suspected of having Alzheimer's disease, comprising administering an effective Alzheimer's disease therapeutic amount of a compound identified by the method of claim 20 to the individual. 有効なアルツハイマー病治療量の請求項21記載の方法により同定された化合物を、アルツハイマー病を有することが疑われる個体に投与することを含んで成る、前記個体の治療方法。22. A method for treating an individual suspected of having Alzheimer's disease, comprising administering an effective Alzheimer's disease therapeutic amount of a compound identified by the method of claim 21 to the individual. 有効なアルツハイマー病治療量の請求項22記載の方法により同定された化合物を、アルツハイマー病を有することが疑われる個体に投与することを含んで成る、前記個体の治療方法。23. A method for treating an individual suspected of having Alzheimer's disease, comprising administering an effective Alzheimer's disease therapeutic amount of a compound identified by the method of claim 22 to the individual. 請求項11記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 11. 請求項12記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 12. 請求項13記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 13. 請求項14記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 14. 請求項19記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 19. 請求項20記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 20. 請求項21記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 21. 請求項22記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 22. プレセニリン−1(PS−1遺伝子)のヒト突然変異およびスウェーデン型APP695についてのヒトトランスジェニックを含んで成るヒト家族性アルツハイマー病(FAD)突然変異についてヘテロ接合性の標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物。A target transgenic non-human mammal heterozygous for a human familial Alzheimer's disease (FAD) mutation comprising a human mutation of presenilin-1 (PS-1 gene) and a human transgenic for the Swedish APP695. プレセニリン−1(PS−1遺伝子)のヒト突然変異およびスウェーデン型APP695についてのヒトトランスジェニックを含んで成るヒト家族性アルツハイマー病(FAD)突然変異についてホモ接合性の標的遺伝子組換え非ヒト哺乳動物。A target transgenic non-human mammal homozygous for a human familial Alzheimer's disease (FAD) mutation comprising a human mutation of presenilin-1 (PS-1 gene) and a human transgenic for the Swedish APP695. 前記PS−1遺伝子の前記突然変異がP264Lである、請求項39記載の哺乳動物。40. The mammal of claim 39, wherein said mutation of said PS-1 gene is P264L. 前記PS−1遺伝子の前記突然変異がP264Lである、請求項40記載の哺乳動物。41. The mammal of claim 40, wherein said mutation of said PS-1 gene is P264L. 前記哺乳動物がげっ歯類である、請求項39記載の哺乳動物。40. The mammal of claim 39, wherein said mammal is a rodent. 前記哺乳動物がマウスである、請求項43記載の哺乳動物。44. The mammal according to claim 43, wherein said mammal is a mouse. 前記哺乳動物がげっ歯類である、請求項40記載の哺乳動物。41. The mammal according to claim 40, wherein said mammal is a rodent. 前記哺乳動物がマウスである、請求項45記載の哺乳動物。46. The mammal according to claim 45, wherein said mammal is a mouse. 前記突然変異体PS−1遺伝子が発現される請求項39記載の哺乳動物の生殖による子孫。40. The reproductive offspring of a mammal according to claim 39, wherein said mutant PS-1 gene is expressed. 前記突然変異体PS−1遺伝子が発現される請求項40記載の哺乳動物の生殖による子孫。41. The reproductive offspring of a mammal according to claim 40, wherein said mutant PS-1 gene is expressed. Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力についての化合物のスクリーニング方法であって、
a)前記哺乳動物に前記化合物を投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項39記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、前記Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力を有する化合物を指示する、前記方法。
A method of screening a compound for the ability to reduce in vivo levels of an Aβ peptide, comprising:
40. Aβ in a tissue sample from a mammal according to claim 39, comprising the steps of: a) administering the compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. The above method, wherein decreasing the amount of the peptide is indicative of a compound having the ability to reduce the in vivo level of the Aβ peptide.
Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力についての化合物のスクリーニング方法であって、
a)前記哺乳動物に前記化合物を投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項40記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、前記Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力を有する化合物を指示する、前記方法。
A method of screening a compound for the ability to reduce in vivo levels of an Aβ peptide, comprising:
42. Aβ in a tissue sample from a mammal according to claim 40, comprising the steps of: a) administering the compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. The above method, wherein decreasing the amount of the peptide is indicative of a compound having the ability to reduce the in vivo level of the Aβ peptide.
Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力についての化合物のスクリーニング方法であって、
a)前記哺乳動物に前記化合物を投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項47記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、前記Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力を有する化合物を指示する、前記方法。
A method of screening a compound for the ability to reduce in vivo levels of an Aβ peptide, comprising:
48. Aβ in a tissue sample from a mammal according to claim 47, comprising the steps of: a) administering the compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. The above method, wherein decreasing the amount of the peptide is indicative of a compound having the ability to reduce the in vivo level of the Aβ peptide.
Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力についての化合物のスクリーニング方法であって、
a)前記哺乳動物に前記化合物を投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項48記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、前記Aβペプチドのインビボのレベルを低下させる能力を有する化合物を指示する、前記方法。
A method of screening a compound for the ability to reduce in vivo levels of an Aβ peptide, comprising:
49. Aβ in a tissue sample from a mammal according to claim 48, comprising the steps of: a) administering the compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. The above method, wherein decreasing the amount of the peptide is indicative of a compound having the ability to reduce the in vivo level of the Aβ peptide.
前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項49記載の方法。50. The method of claim 49, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項50記載の方法。51. The method of claim 50, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項51記載の方法。52. The method of claim 51, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項52記載の方法。53. The method of claim 52, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. アルツハイマー病を治療するための化合物の同定方法であって、
a)化合物を前記哺乳動物に投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項39記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、アルツハイマー病を治療するのに使用することができる化合物を指示する、前記方法。
A method for identifying a compound for treating Alzheimer's disease, comprising:
The Aβ peptide in a tissue sample from a mammal according to claim 39, comprising the steps of: a) administering a compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. Said method wherein a decrease in the amount of is indicative of a compound that can be used to treat Alzheimer's disease.
アルツハイマー病を治療するための化合物の同定方法であって、
a)化合物を前記哺乳動物に投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項40記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、アルツハイマー病を治療するのに使用することができる化合物を指示する、前記方法。
A method for identifying a compound for treating Alzheimer's disease, comprising:
42. The Aβ peptide in a tissue sample from a mammal according to claim 40, comprising the steps of: a) administering a compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. Said method wherein a decrease in the amount of is indicative of a compound that can be used to treat Alzheimer's disease.
アルツハイマー病を治療するための化合物の同定方法であって、
a)化合物を前記哺乳動物に投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項47記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、アルツハイマー病を治療するのに使用することができる化合物を指示する、前記方法。
A method for identifying a compound for treating Alzheimer's disease, comprising:
48. The Aβ peptide in a tissue sample from a mammal according to claim 47, comprising the steps of: a) administering a compound to the mammal; and b) determining the amount of Aβ peptide in the tissue sample. Said method wherein a decrease in the amount of is indicative of a compound that can be used to treat Alzheimer's disease.
アルツハイマー病を治療するための化合物の同定方法であって、
a)化合物を前記哺乳動物に投与すること;および
b)前記組織サンプル中のAβペプチドの量を測定すること
の段階を含んで成り、請求項48記載の哺乳動物からの組織サンプル中のAβペプチドの量の減少が、アルツハイマー病を治療するのに使用することができる化合物を指示する、前記方法。
A method for identifying a compound for treating Alzheimer's disease, comprising:
49. The Aβ peptide in a tissue sample from a mammal according to claim 48, comprising the steps of: a) administering a compound to the mammal; and b) measuring the amount of Aβ peptide in the tissue sample. Said method wherein a decrease in the amount of is indicative of a compound that can be used to treat Alzheimer's disease.
前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項57記載の方法。58. The method of claim 57, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項58記載の方法。59. The method of claim 58, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項59記載の方法。60. The method of claim 59, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 前記組織サンプルが、脳組織、非脳組織および体液よりなる群から選択される、請求項60記載の方法。61. The method of claim 60, wherein said tissue sample is selected from the group consisting of brain tissue, non-brain tissue and body fluid. 有効なアルツハイマー病治療量の請求項57記載の方法により同定された化合物を、アルツハイマー病を有することが疑われる個体に投与することを含んで成る、前記個体の治療方法。58. A method of treating an individual suspected of having Alzheimer's disease, comprising administering an effective Alzheimer's disease therapeutic amount of a compound identified by the method of claim 57 to said individual. 有効なアルツハイマー病治療量の請求項58記載の方法により同定された化合物を、アルツハイマー病を有することが疑われる個体に投与することを含んで成る、前記個体の治療方法。59. A method of treating an individual suspected of having Alzheimer's disease, comprising administering an effective Alzheimer's disease therapeutic amount of a compound identified by the method of claim 58 to said individual. 有効なアルツハイマー病治療量の請求項59記載の方法により同定された化合物を、アルツハイマー病を有することが疑われる個体に投与することを含んで成る、前記個体の治療方法。60. A method of treating an individual suspected of having Alzheimer's disease, comprising administering an effective Alzheimer's disease therapeutic amount of a compound identified by the method of claim 59 to the individual. 有効なアルツハイマー病治療量の請求項60記載の方法により同定された化合物を、アルツハイマー病を有することが疑われる個体に投与することを含んで成る、前記個体の治療方法。61. A method of treating an individual suspected of having Alzheimer's disease, comprising administering an effective Alzheimer's disease therapeutic amount of a compound identified by the method of claim 60 to the individual. 請求項49記載の方法により同定される化合物。50. A compound identified by the method of claim 49. 請求項50記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 50. 請求項51記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 51. 請求項52記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 52. 請求項57記載の方法により同定される化合物。58. A compound identified by the method of claim 57. 請求項58記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 58. 請求項59記載の方法により同定される化合物。60. A compound identified by the method of claim 59. 請求項60記載の方法により同定される化合物。A compound identified by the method of claim 60.
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